(57)【要約】  ここで提案する装置又はここで提案する方法は、特に、疑似ステレオオーディオ信号の相関度の線形的な変更を行って、全体として包括的であるが、出来る限り簡単な後処理手法を提供する。これは、例えば、今日でもほぼ基本的にモノラル信号に基づく電話機において、特に、マッピング幅の縮小又は拡大、或いは安定したステレオ信号の取得のためのオーディオ信号の業務用後処理分野、さもなければ非常に簡単であるが、効率的な処理を目的とする高品質な消費者用電子機器分野に適している。
2012533953.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
左と右の信号間の相関度が変更可能な疑似ステレオ信号を取得する装置であって、
疑似ステレオ変換用のステレオ変換器と、その後に接続された二つのパノラマ電位差計（３１１，３１２；４１１，４１２；５１１，５１２）とを備え、各パノラマ電位差計が二つのバス配線の信号を生成する第一の回路（３０９，４０９，５０９）か、
ステレオ変換器とそのステレオ変換器の前に接続された、ステレオ変換器の入力信号を増幅するための増幅器（７１７）とを備えた疑似ステレオ変換用の第一の回路（３０９，４０９，５０９）か、
上記のバス配線の信号と同等の信号を生成するように、それぞれ所定の係数で増幅された入力信号（Ｍ，Ｓ）を加算する加算器と減算する減算器を有する改良したステレオ変換器を備えた第二の回路、
を有する装置。
【請求項２】
第一の回路の左の出力（Ｌ’）と右の出力（Ｒ’）の後に、それぞれ一つのパノラマ電位差計が接続されている請求項１に記載の装置。
【請求項３】
パノラマ電位差計が、両方ともバス配線（３１３，３１４；３１５，３１６；４１３，４１４；４１５，４１６；５１３，５１４；５１５，５１６）を有し、これらの二つのバス配線を単に共通的に、並行して使用することができる請求項２に記載の装置。
【請求項４】
各パノラマ電位差計が、一つの入力（３０２；３０３）と二つの出力（３１３，３１４；３１５，３１６）を有し、
第一のパノラマ電位差計（３１１）の入力が、第一の回路の第一の出力（Ｌ’）と接続されており、
第二のパノラマ電位差計（３１２）の入力が、第一の回路の第二の出力（Ｒ’）と接続されており、
第一のパノラマ電位差計（３１１）の第一の出力（３１３）が、第二のパノラマ電位差計（３１２）の第一の出力（３１５）と接続されており、
第一のパノラマ電位差計（３１１）の第二の出力（３１４）が、第二のパノラマ電位差計（３１２）の第二の出力（３１６）と接続されている、
請求項２に記載の装置。
【請求項５】
（ａ）左の出力信号Ｌ’に係数１／２＊（１＋λ）（λは、ＭＳマトリックスの前記の左の出力信号Ｌ’に関する減衰係数に反比例して、（０ｄＢに対応する）１≧λ≧（３ｄＢに対応する）０である）を乗算した結果と、ＭＳマトリックスの右の出力信号Ｒ’に係数１／２＊（１−ρ）（ρは、ＭＳマトリックスの前記の右の出力信号Ｒ’に関する減衰係数に反比例して、（０ｄＢに対応する）１≧ρ≧（３ｄＢに対応する）０である）を乗算した結果とを加算して、左のバス配線の信号Ｌを最終的に生成する手段と、
（ｂ）上記（ａ）での左の出力信号Ｌ’に係数１／２＊（１−λ）を乗算した結果と、ＭＳマトリックスの前記の右の出力信号Ｒ’に係数１／２＊（１＋ρ）を乗算した結果とを加算して、右のバス配線の信号Ｒを最終的に生成する手段と、
備えていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項６】
（ａ）係数（２＋λ−ρ）で増幅された第一の入力信号（Ｍ）と係数（λ＋ρ）で増幅された第二の入力信号（Ｓ）を加算して合算信号を生成する加算手段と、
（ｂ）係数（２−λ＋ρ）で増幅された第一の入力信号（Ｍ）から係数（λ＋ρ）で増幅された第二の入力信号（Ｓ）を減算して差分信号を生成する減算手段と、
を備えていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項７】
減衰係数λとρが等しい請求項６に記載の装置。
【請求項８】
当該の得られた左と右のチャンネルの最大レベルを正規化するか、或いは同様に＜ｘ（ｔ），ｙ（ｔ）＞の座標系の軸の長さを正規化する正規化手段を備えた請求項１から７までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項９】
当該の得られた疑似ステレオ信号の相関度ｒ或いは減衰係数λ又は減衰係数ρを可能な限り変更することによって、その疑似ステレオ信号のマッピング幅を更に決定する手段を備えていることを特徴とする請求項１から８までのいずれか一つに記載の疑似ステレオ信号を取得する装置。
【請求項１０】
ステレオ信号のマッピング方向を更に決定又は規定する手段を備えた請求項１から９までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項１１】
得られたステレオ信号を二台以上のスピーカーから再生することができるように更に評価する手段を備えた請求項１から１０までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項１２】
オーディオ信号の圧縮、データ削減又はそれ以外の選択的評価を行う手段を備えた請求項１から１１までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項１３】
得られたステレオ出力信号を三台以上のスピーカーから再生するために使用されるステレオ信号に変換する一つ以上の変換器を備えていることを特徴とする請求項１から１２までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項１４】
ＦＭステレオ信号に基づき疑似ステレオ信号を取得するために請求項１から１３までのいずれか一つに記載の装置を使用する方法。
【請求項１５】
左と右の信号間の相関度が変更可能な疑似ステレオ信号を取得する方法において、
一つの信号をステレオ変換器でステレオ変換する工程と、
二つのパノラマ電位差計を用いて、或いは
ステレオ変換器の前に接続された、ステレオ変換器の入力信号を増幅する増幅器（７１７）を用いて、或いは
それぞれ所定の係数で増幅された入力信号（Ｍ，Ｓ）を加算する加算器と減算する減算器を有する改良したステレオ変換器を用いて、
左と右の信号間の相関度を調整する工程と、
を有する方法。
【請求項１６】
左と右の出力チャンネルにそれぞれ一つのパノラマ電位差計が接続されており、これらの二つのパノラマ電位差計がそれぞれ一つのバス配線を有し、二つのバス配線が共通的に、並行して使用される請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
各パノラマ電位差計が一つの入力（３０２；３０３）と二つの出力（３１３，３１４；３１５，３１６）を有し、
第一のパノラマ電位差計（３１１）の入力が回路の第一の出力（Ｌ’）と接続され、
第二のパノラマ電位差計（３１２）の入力が回路の第二の出力（Ｒ’）と接続され、
第一のパノラマ電位差計（３１１）の第一の出力（３１３）が第二のパノラマ電位差計（３１２）の第一の出力（３１５）と接続され、
第一のパノラマ電位差計（３１１）の第二の出力（３１４）が第二のパノラマ電位差計（３１２）の第二の出力（３１６）と接続されている、
請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
（ａ）左の出力信号Ｌ’に係数１／２＊（１＋λ）（λは、ＭＳマトリックスの前記の左の出力信号Ｌ’に関する減衰係数に反比例して、（０ｄＢに対応する）１≧λ≧（３ｄＢに対応する）０である）を乗算した結果と、ＭＳマトリックスの右の出力信号Ｒ’に係数１／２＊（１−ρ）（ρは、ＭＳマトリックスの前記の右の出力信号Ｒ’に関する減衰係数に反比例して、（０ｄＢに対応する）１≧ρ≧（３ｄＢに対応する）０である）を乗算した結果とを加算して、左のバス配線の信号Ｌを最終的に生成し、
（ｂ）上記（ａ）での左の出力信号Ｌ’に係数１／２＊（１−λ）を乗算した結果と、ＭＳマトリックスの前記の右の出力信号Ｒ’に係数１／２＊（１＋ρ）を乗算した結果とを加算して、右のバス配線の信号Ｒを最終的に生成する、
ことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
（ａ）係数（２＋λ−ρ）で増幅された第一の入力信号（Ｍ）と係数（λ＋ρ）で増幅された第二の入力信号（Ｓ）を加算して合算信号を生成し、
（ｂ）係数（２−λ＋ρ）で増幅された第一の入力信号（Ｍ）から係数（λ＋ρ）で増幅された第二の入力信号（Ｓ）を減算して差分信号を生成する、
請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
減衰係数λとρが等しい請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
当該の得られた左と右のチャンネルの最大レベルを正規化するか、或いは同様に＜ｘ（ｔ），ｙ（ｔ）＞の座標系の軸の長さを正規化する請求項１５から２０までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項２２】
当該の得られた疑似ステレオ信号の相関度ｒ或いは減衰係数λ又は減衰係数ρを可能な限り変更することによって、その疑似ステレオ信号のマッピング幅を更に決定することを特徴とする請求項１５から２１までのいずれか一つに記載の疑似ステレオ信号を取得する方法。
【請求項２３】
得られたステレオ信号のマッピング方向を更に決定又は規定することを特徴とする請求項１５から２１までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項２４】
得られたステレオ信号を二台以上のスピーカーから再生することができるように更に評価することを特徴とする請求項１５から２３までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項２５】
オーディオ信号に圧縮手法、データ削減手法又はそれ以外の選択的評価手法を更に適用することを特徴とする請求項１５から２４までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項２６】
得られたステレオ出力信号を三台以上のスピーカーから再生するためのステレオ信号に変換することを特徴とする請求項１５から２５までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項２７】
本方法をＦＭステレオ信号に適用することを特徴とする請求項１５から２６までのいずれか一つに記載の疑似ステレオ信号を取得する方法。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オーディオ信号とオーディオ信号を生成、伝送、変換及び再生する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
二つ以上のスピーカーから放出されるオーディオ信号が、異なる振幅、周波数、伝搬時間差又は位相差を有するか、或いは相応にフェードアウトする場合、聴取者に立体的な印象を与えることは、一般的に周知である。
【０００３】
モノラル信号をステレオ信号の印象を与える二つの異なるオーディオ信号に変換する方法も周知である。そのような解決策は、特に、本当の、或いは仮想的な立体感を耳に伝えるように、モノラルオーディオ信号を変換するために用いられている。モノラル信号から部分的に相関をとった一対の異なるオーディオ信号を生成した場合、それは「疑似ステレオ音響」と呼ばれる。
【０００４】
特許文献１は、フィルタリングによって、モノラル入力信号から異なる形式の信号を生成することを提案しており、そこでは、例えば、ローリゼン氏が提案する方法を用いて、録音状況に依存する振幅と伝搬時間の補正に基づき、別個に仮想的な単一バンドのステレオ信号を発生させた後、それらを二つの出力信号に組み合わせている。
【０００５】
特許文献２と特許文献３は、例えば、マイクロホンの主軸と音源が向いている方向の軸が成す、マッピングすべき音響事象の入射角を方法論的に評価する方法を記載しており、それは、元の録音状況の関数に依存する（そのシステムに基づき補間することができる）伝搬時間差と振幅補正値を利用している。ここに、特許文献２と特許文献３の内容を参照して挿入する。
【０００６】
特許文献４は、それぞれ遅延時間は異なるが、画一的に増幅されたモノラル入力信号に対して、９０、１２０、２４０及び２７０°の方位に関して相関をとるためのＨＲＴＦ（ヘッド・リレイテッド・トランスファー・ファンクション）を使用しており、そのようにして生成された信号は、最終的に再び元のモノラル信号と重ね合わされている。その場合、振幅補正値と伝搬時間補正値は、録音状況と関係無く選定されている。
【０００７】
多くの疑似ステレオ信号は、強調した「位相関係」、即ち、二つのチャンネル間の明らかに感知できる伝搬時間差を有する。多くの場合、二つのチャンネル間の相関度も小さ過ぎる（互換性の欠如）か、或いは大き過ぎる（望ましくないモノラル音響パターンとの類似）。従って、疑似ステレオ信号、さもなければステレオ信号は、放出される信号の無相関の解消又は増強を引き起こす欠陥を持つ場合が有る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】欧州特許公開第０８２５８００号明細書
【特許文献２】欧州特許公開第２１２４４８６号明細書
【特許文献３】欧州特許公開第１８５０６３９号明細書
【特許文献４】米国特許第５１７３９４４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
以上のことから、本発明の課題は、上記の問題を解決して、（疑似ステレオ信号を含む）ステレオ信号を等しくするか、或いはその逆に大きく異なるようにすることである。
【００１０】
別の課題は、生成、伝送、変換又は再生するために、ステレオ及び疑似ステレオ信号を改善することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本課題は、本発明により、特に、疑似ステレオ変換装置に対して、形式的に単純にパノラマ電位差計を後に接続することによって解決される。
【００１２】
（パンポット、パノラマコントローラ又はパノラマ調整器とも呼ばれる）パノラマ電位差計が知られており、強度差ステレオ信号、即ち、伝搬時間差又は位相差、或いは周波数スペクトルの差を持たず、レベルだけが異なるステレオ信号のために使用されている。周知のパノラマ電位差計の回路の原理図は、図１に図示されている。その機器は、一つの入力１０１と、Ｌ（左のオーディオチャンネル）とＲ（右のオーディオチャンネル）のチャンネルグループのバス配線２０４，２０５に印加される二つの出力２０２，２０３とを有する。中間位置（Ｍ）では、二つのバス配線は、同じレベルを有し、左（Ｌ）と右（Ｒ）の側方位置では、左又は右のバス配線にだけ信号が伝えられる。中間位置では、パノラマ電位差計は、スピーカーベース上の仮想音源の異なる位置に相当するレベル差を発生させている。
【００１３】
図２は、オーバーベース領域とそれに対応するマッピング角の無い、パノラマ電位差計の左と右のチャンネルの減衰グラフを図示している。中間位置では、各チャンネルの減衰量が３ｄＢであり、そのため、音の重ね合わせによって、位置Ｌ又はＲにおいて一つのチャンネルだけが得られる場合と同じ音量の印象が生じる。
【００１４】
パノラマ電位差計は、例えば、分圧器として、左チャンネルを選定可能な異なる比率で左又は右の出力（これらの出力は、バス配線とも呼ばれる）に分配するか、或いは同様に、右チャンネルを選定可能な異なる比率で同じ左又は右の出力（これらもバス配線と呼ばれる）に分配することができる。そのため、強度差ステレオ信号では、マッピング幅を狭めるとともに、その方向をずらすことができる。
【００１５】
伝搬時間差又は位相差、周波数スペクトルの差、或いはフェードアウトを活用した疑似ステレオ信号（並びに一般的に、そのようにして得られたステレオ信号）では、そのようなパノラマ電位差計によるマッピング幅の狭窄化又はマッピング方向のスライドは不可能である。そのため、意図的に、そのような信号にパノラマ電位差計を使用することが全く見過ごされてきた。
【００１６】
しかし、本発明では、意外にも、従来の経験と異なり、これまで周知でなかったパノラマ電位差計を疑似ステレオ変換回路の後に接続することが予期しなかった利点をもたらすことが分かった。確かに、そのような後に接続することは、前述した通りの得られたステレオ信号のマッピング幅の縮小又はマッピング方向のスライドを引き起こすことはできない。しかし、そのような経路上のそのようなパノラマ電位差計によって、左と右の信号間の相関度を増減することができる。
【００１７】
有利な実施構成では、疑似ステレオ信号を得るための回路の左と右の出力の後に、それぞれ一つのパノラマ電位差計を接続する。この場合、有利には、二つのパノラマ電位差計のバス配線は、共通的に、有利には、並行して使用される。
【００１８】
この場合、各パノラマ電位差計は、一つ入力と二つの出力を有する。第一のパノラマ電位差計の入力は、回路の第一の出力と接続され、第二のパノラマ電位差計の入力は、その回路の第二の出力と接続される。第一のパノラマ電位差計の第一の出力は、第二のパノラマ電位差計の第一の出力と接続される。第一のパノラマ電位差計の第二の出力は、第二のパノラマ電位差計の第二の出力と接続される。
【００１９】
それに代わって、同様に、パノラマ電位差計の代わりに、ステレオ変換器とステレオ変換器の前に接続されたステレオ変換器の入力信号を増幅する増幅器とから成る疑似ステレオ変換用の第一の回路を用いて、相関度を調整することもでき、それは、パノラマ電位差計を使用しない。それによって、より少ないコンポーネントで同様の相関度の調整を行うことができる。
【００２０】
それに代わって、同様に、パノラマ電位差計の代わりに、所定の係数でそれぞれ増幅された入力信号（Ｍ，Ｓ）を加算する加算器と減算する減算器を備えた改良したステレオ変換器を有する第二の回路を用いて、相関度を変化させて、パノラマ電位差計のバス配線の信号と同じ信号を生成することもできる。
【００２１】
本発明は、三台以上のスピーカーから再生させる信号を生成する装置又は方法（例えば、従来技術に属するサラウンド設備）に適用することもできる。
【００２２】
以下において、本発明の異なる実施構成を例示して説明し、その際、次の図面を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】周知のパノラマ電位差計の回路の原理図
【図２】オーバーベース領域とそれに対応するマッピング角の無いパノラマ電位差計の左と右のチャンネルの減衰グラフの図
【図３】ステレオ変換から得られた左チャンネルＬ’又は右チャンネルＲ’をバス配線ＬとＲが共通であるそれぞれ一つのパノラマ電位差計に供給する本発明の第一の実施構成の図
【図４】本発明の第二の実施構成の図
【図５】本発明の第三の実施構成の図
【図６】パノラマ電位差計を直後に接続する必要の無い、ＭＳマトリックスを僅かに改良した図３と同様の回路から成る本発明の第四の実施構成の図
【図７】図３に図示されたパノラマ電位差計の反比例する減衰係数λとρに関して、関係式λ＝ρが成り立つ場合の図３又は図６と同様の回路図
【図８】ステレオ変換器の出力信号のレベルを正規化するために、図７の回路を拡張した回路図
【図９】図８を拡張して、与えられた信号ｘ（ｔ），ｙ（ｔ）を複素数平面上の伝達関数
【００２４】
【数１】
2012533953.tif 000003
【００２５】
の合計としてマッピングする回路図の例
【図１０】ステレオ信号のマッピング幅を決定するために、図９を拡張した回路図の例
【図１１】（信号のローカル化を決定するために）図１２の回路に引き渡される前の既に存在するステレオ信号Ｌ゜、Ｒ゜であるＬ゜、即ち、ｌ（ｔ）とＲ゜，即ち、ｒ（ｔ）を複素数平面上の伝達関数
【００２６】
【数２】
2012533953.tif 000004
【００２７】
の合計としてマッピングする入力回路図の例
【図１２】入力を図１０の出力又は図１１の出力と接続できる、信号のローカル化を決定する回路図
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図３〜５は、疑似ステレオ変換回路３０９，４０９又は５０９の直後に、それぞれ一つのパノラマ電位差計３１１と３１２，４１１と４１２，５１１と５１２を接続した本発明による回路の異なる実施構成を図示している。ここで図示している各例では、疑似ステレオ変換回路３０９，４０９又は５０９は、特許文献２又は３に記載された通りのＭＳマトリックス３１０，４１０又は５１０を備えた回路から構成される。
【００２９】
このパノラマ電位差計３１１と３１２，４１１と４１２，５１１と５１２を用いて、バス配線Ｌ，Ｒ上に得られる信号３０４，４０４，５０４と３０５，４０５，５０５の相関度を増減することができる。それによって、（ＭＳマトリックスを通過した後の）ステレオ変換から得られた左チャンネルＬ’３０２，４０２，５０２又は右チャンネルＲ’３０３，４０３，５０３は、バス配線ＬとＲを共通に使用する、それぞれ一つのパノラマ電位差計に供給される。
【００３０】
装置３０９，４０９又は５０９から得られるステレオ信号３０２と３０３，４０２と４０３，５０２と５０３のパノラマ電位差計３１１，４１１又は５１１の左の入力信号Ｌ’に関する減衰係数λとパノラマ電位差計３１２，４１２又は５１２の右の入力信号Ｒ’に関する減衰係数ρを０〜３ｄＢの範囲に狭めた場合に、それと反比例する関係式１≧λ≧０及び１≧ρ≧０（ここで、１は０ｄＢに対応し、０は３ｄＢに対応する）を導入することができる。
【００３１】
そのため、λとρは、図３〜５に図示されたパノラマ電位差計の減衰係数と反比例する０〜３ｄＢの範囲に狭められた減衰係数と等しい。
【００３２】
従って、（バス配線上に）得られるステレオ信号ＬとＲ（３０４と３０５，４０４と４０５，５０４と５０５）或いはパノラマ電位差計３１１，４１１，５１１の出力信号Ｌ''３１３，４１３，５１３とＲ''３１４，４１４，５１４及びパノラマ電位差計３１２，４１２，５１２の出力信号Ｌ''' ３１５，４１５，５１５とＲ''' ３１６，４１６，５１６に関して、次の関係式が得られる。
【００３３】
【数３】
2012533953.tif 000005
【００３４】
図６は、パノラマ電位差計を直後に接続することを不要とした、ＭＳマトリックスを僅かに改良した図３と同様の回路の別の実施構成を図示している。ステレオ変換と同様の次の変換式（ＭＳマトリックス化）を考慮すると、
【００３５】
【数４】
2012533953.tif 000006
【００３６】
、次の関係式が得られる。
【００３７】
【数５】
2012533953.tif 000007
【００３８】
それによって、バス配線の信号ＬとＲは、ステレオ変換回路の入力信号ＭとＳから直接導き出すことができる。
【００３９】
λ＝ρの（左と右のチャンネルの減衰係数が等しい）場合、次の関係式が成り立つ、
【００４０】
【数６】
2012533953.tif 000008
【００４１】
即ち、信号Ｓの振幅の変化は、左と右のチャンネルの減衰係数が等しい場合、パノラマ電位差計を一つずつ後続したことと同等となる。この前提条件において、出力信号ＬとＲは、図３のバス配線の信号ＬとＲと等しくなる。
【００４２】
従って、係数（２＋λ−ρ）で増幅したＭ信号と係数（λ＋ρ）で増幅したＳ信号の合算信号及び係数（２−λ＋ρ）で増幅したＭ信号から係数（λ＋ρ）で増幅したＳ信号を減算した差分信号を生成する、例えば、図６の構成による（僅かな変更が可能である）回路又は方法が得られ、この場合、式（１）と（２）と同等の信号ＬとＲを得るために、全体として、係数
【００４３】
【数７】
2012533953.tif 000009
【００４４】
による補正を行っている。
【００４５】
図７は、図３に図示されたパノラマ電位差計の反比例する減衰係数λとρに対して、λ＝ρが成り立つ限り、図３又は図６と同等の回路を図示している。この回路は、強度差ステレオ音響（ＭＳマイクロホン法）で周知の（ここでは行われない）録音角又は開口角を変更する構成と置き換えられない。
【００４６】
ここでは、多くの場合に、ステレオ信号の同等化又は差別化のためには、提案しているパノラマ電位差計又は前述した改良したＭＳマトリックスに対して画一的な減衰係数で十分であることを出発点としている。そして、前述した次の式（３）と（４）に基づく装置は、λ＝ρによって簡略化されており、
【００４７】
【数８】
2012533953.tif 000010
【００４８】
これは、Ｓ信号の振幅を単純に補正すること（７１７）に等しい。
【００４９】
そのようなＳ信号の振幅の補正は、これまで従来のＭＳマイクロホン法に関してのみ知られており、そこでは、理想的な範囲で、ここでは行われない録音角又は開口角の変更を行っている。同じ作用原理を適用することはできない（そのため、ＭＳマイクロホン法を本回路に適用することは推奨できない）。
【００５０】
従って、図７では、ＭＳマトリックスを最終的に通過する前に、Ｓ信号を係数λ（１≧λ≧０）で増幅して補完している。その結果得られたステレオ信号は、減衰係数が画一的であるバス配線の図３の信号３０４と３０５、図４の信号４０４と４０５、図５の信号５０４と５０５、並びにそこでλ＝ρが成り立つ限りにおいて、図６の出力信号ＬとＲと同等である。
【００５１】
実際には、この回路又は方法によって、相関度を正確に決定することができる、即ち、減衰係数λと相関度ｒの間の直接的な関数関係が得られ、理想的には、０．２≦ｒ≦０．７が成り立つ。λに関しては、一連の実験において、０．０７≦λ≦０．４６が大抵の用途に対して有利であることが分かっている。
【００５２】
特に、本装置又は方法によって、アーチファクト（伝搬時間差、位相シフトなどの乱れ）を簡単に除去することができ、それは、手動で、或いは自動的に（アルゴリズムで）行われる。
【００５３】
従って、パノラマ電位差計を後に接続することが、減衰係数が画一的であり、最終的なＭＳマトリックス化の前に、Ｓ信号の振幅を係数λ（１≧λ≧０）で補正することと同等であることによって、元のモノラル信号を出発点として、聴取者に対して、包括的であるが、出来る限り簡単な後処理手法を可能とする納得できる疑似ステレオ音響化を実現することができ、それは、基本的に互換性を確保するとともに、欠陥を引き起こすアーチファクトを防止する。
【００５４】
本装置は、例えば、電話機において、非常に簡単であるが、効率的な処理を目的とするオーディオ信号の業務用後処理分野又は高品質な消費者用電子機器分野で用いることができる。
【００５５】
１．マッピング幅の縮小又は拡大
このような用途に対して、従来技術に属する圧縮アルゴリズム又はデータ削減方法を更に採用すること、或いは例えば、得られた疑似ステレオ信号の最小値又は最大値などの特筆すべき特徴を考察することも推奨され、それは、本発明による評価を加速する。
【００５６】
得られたステレオ信号の相関度ｒ、或いは（得られたステレオ信号を処理するための）減衰係数λ又はρを目的通り変化させることによって、得られたステレオ信号のマッピング幅を補足的に縮小又は拡大することは、（例えば、自動車でのステレオ信号の再生のために）特に重要である。この場合、ステレオ音響化する信号の指向特性を規定する、事前に調査したパラメータｆ（又はｎ）、手動で、或いは測定技術により検出する、主軸と音源の成す角度φ、左の仮想の開口角α及び右の仮想の開口角βを維持することができ、有意義なこととして、そのようなマッピング幅の縮小又は拡大を手動で行う場合には、例えば、図８の論理素子１２０による最終的な振幅補正だけが必要となる。
【００５７】
これらを自動化する場合、一連の音響心理実験は、ステレオ出力信号ｘ（ｔ），ｙ（ｔ）又はその複素伝達関数
【００５８】
【数９】
2012533953.tif 000011
【００５９】
に対して、一定のマッピング幅が、基本的に次の判定基準
【００６０】
【数１０】
2012533953.tif 000012
【００６１】
と次の判定基準
【００６２】
【数１１】
2012533953.tif 000013
【００６３】
に依存することを示している（ここで、例えば、電話信号に対しては、Ｓ* とε又はＵ* とκを音楽録音と異なる形で決定する）。それによると、得られたステレオ信号の相関度ｒ、（得られたステレオ信号を処理するための）減衰係数λ又はρ、或いは図８の論理素子１２０に応じた好適な関数値ｘ（ｔ），ｙ（ｔ）だけをフィードバックに基づき反復した動作原理により決定する。
【００６４】
従って、本発明による構成は、配置構成という意味において、以下の通り、例えば、図８〜１０に図示された形に拡張することができる。
【００６５】
この場合、図１〜７による構成から得られた出力信号は、二つの信号の最大値が正確に０ｄＢのレベルを有するように（複素数平面の単位円への正規化）、画一的に係数ρ* で増幅される（図８の増幅器１１８，１１９）。それは、例えば、左又は右のチャンネルのの最大レベルが０ｄＢとなるまで、フィードバック１２１と１２２によって、増幅器１１８と１１９の増幅係数ρ* を変更又は補正する論理素子１２０を後に接続することによって実現される。
【００６６】
ここで、更なる工程において、その結果得られた信号ｘ（ｔ）１２３とｙ（ｔ）１２４をマトリックスに供給し、そこでは、これらの信号は、それぞれ係数
【００６７】
【数１２】
2012533953.tif 000014
【００６８】
で増幅された（図９の増幅器２２９，２３０）後、同じラウドネスの実数部と虚数部に分割され、増幅器２２９を用いて増幅された信号ｘ（ｔ）から生成された実数部は、更に増幅係数−１の増幅器２３１を通過する。それによって、次の伝達関数
【００６９】
【数１３】
2012533953.tif 000015
【００７０】
が得られる。ここで、各実数部と虚数部は、合算され、そのため、伝達関数の合計ｆ* ［ｘ（ｔ）］＋ｇ* ［ｙ（ｔ）］の実数部と虚数部が得られる。
【００７１】
この場合、例えば、図１０の論理素子６４０による構成が後に接続され、その構成は、ユーザーが目的とするステレオ信号のマッピング幅に関して好適に選定した限界値Ｓ* 又は好適に選定した偏差ε（両方とも不等式（７）によって定義される）に関して、次の条件
【００７２】
【数１４】
2012533953.tif 000016
【００７３】
が満たされるか否かを検査する。その条件に該当しない場合、フィードバック６４１によって、（得られたステレオ信号を処理するための）相関度ｒ又は減衰係数λ又はρに関して新たな最適値を決定して、上記の条件（７）が満たされるまで、図８〜１０に図示されている通り、これまでに説明した工程を実行する。
【００７４】
ここで、論理素子６４０の入力信号は、例えば、図１０の論理素子６４２による構成に引き渡される。その構成は、最終的に目的とするステレオ信号のマッピング幅に関する関数値の最適化という意味において、関数ｆ* ［ｘ（ｔ）］＋ｇ* ［ｙ（ｔ）］のリリーフを考察しており、ユーザーは、目的とするステレオ信号のマッピング幅に関して、限界値Ｕ* 及び偏差κ（両方とも不等式（８）によって定義される）を好適に選定することができる。全体として、次の条件
【００７５】
【数１５】
2012533953.tif 000017
【００７６】
を満たさなければならない。その条件に該当しない場合、フィードバック６４３によって、（得られたステレオ信号を処理するための）相関度ｒ、或いは減衰係数λ又はρに関する新たな最適値を決定して、関数ｆ* ［ｘ（ｔ）］＋ｇ* ［ｙ（ｔ）］のリリーフが、限界値Ｕ* 又は偏差κ（両方ともユーザーによって好適に選定される）を考慮したマッピング幅に関する関数値の目標とする最適化を満たすまで、図８〜１０に図示されている通り、これまでに説明した工程を実行する。
【００７７】
そのため、信号ｘ（ｔ）１２３とｙ（ｔ）１２４は、（得られたステレオ信号を処理するための）相関度ｒ、或いは減衰係数λとρによって決まるマッピング幅に関して、ユーザーの指示と一致し、前述した構成の出力信号Ｌ**とＲ**を表すこととなる。
【００７８】
ここで行った考察は、虚数平面の単位円と異なる座標系を選定した場合でも、全体として有効である。例えば、単一の関数値の代わりに、軸の長さを正規化して、それに応じて計算負荷を軽減することもできる。
【００７９】
２．マッピング方向の決定
時として、得られたステレオマッピングをステレオ音響化のベースとなる指向特性の主軸の周りに鏡像反転させることも、例えば、そのような主軸に関して鏡面反転したマッピングが得られるので、重要である。それは、手動で左と右のチャンネルを交換することによって行うことができる。
【００８０】
本システムによって、既に存在するステレオ信号Ｌ゜，Ｒ゜をマッピングする場合、例えば、図１２により構成される仮想音源の図示された疑似ステレオ手法を用いて、正しいマッピング方向を自動的に見つけ出すことができる（図１２は、図１０の直ぐ後に接続され、既に存在するステレオ信号Ｌ゜，Ｒ゜の複素伝達関数の合計ｆ* （ｌ（ｔi ））＋ｇ* （ｒ（ｔi ））を決定するために、同様に図１１を図１２に接続することができる、図９の説明を参照）。この場合、（少なくとも一つのケースにおいて、以下で述べる伝達関数ｆ* （ｘ（ｔi ））＋ｇ* （ｙ（ｔi ））又はｆ* （ｌ（ｔi ））＋ｇ* （ｒ（ｔi ））の相関関数値の全てが０に等しいということにはならない）好適に選定した時点ｔi において、図９により既に算出した伝達関数ｆ* （ｘ（ｔi ））＋ｇ* （ｙ（ｔi ））を元のステレオ信号Ｌ゜，Ｒ゜の左の信号ｌ（ｔ）又は右の信号ｒ（ｔ）のｆ* （ｌ（ｔi ））＋ｇ* （ｒ（ｔi ））と比較する。これらの伝達関数が複素数平面の同じ又は対角線上に対向する象限内を移動した場合、複素数平面の同じ又は対角線上に対向する象限内に有る、前記の伝達関数の関数値の全数ｍがそれぞれ１だけ増える。
【００８１】
ここで、伝達関数ｆ* （ｘ（ｔi ））＋ｇ* （ｙ（ｔi ））又はｆ* （ｌ（ｔi ））＋ｇ* （ｒ（ｔi ））の相関関数値の数以下であり、ゼロではない、経験的に（又は統計的に調査して）決定できる数ｂは、必要な該当数を規定する。そのような数を下回る数で、例えば、図８〜１０による構成から得られるステレオ信号の左チャンネルｘ（ｔ）と右チャンネルｙ（ｔ）を交換する。
【００８２】
元のステレオ信号が、指向特性を規定する関数ｆ（又はその簡略化したパラメータｎ）及び（例えば、データ圧縮を目的とする）パラメータφ、α、β、λ、ρに加えて、モノラル信号に符号変換される場合（パラメータｚに関して拡張することができる出力６４０ａの例、下記参照）、有意義なこととして、（例えば、０又は１の数を占めるパラメータｚによって表される）得られた左チャンネルと得られた右チャンネルを交換すべきか否かの情報を一緒に符号化する。
【００８３】
僅かな変更により、図３、４、５、６又は７の直後に接続するか、或いは電気回路又はアルゴリズム内の別の位置に挿入することもできる、図１１及び１２による回路と同様の回路を構成することができる。
３．二台以上のスピーカーから再生することができる既に存在するステレオ信号を評価する例としての、本発明による安定したＦＭステレオ信号の取得。
【００８４】
本発明は、（例えば、自動車内の）不利な受信条件下における安定したＦＭステレオ信号の取得に関しても特に重要である。この場合、安定したステレオ音響は、元のステレオ信号の左と右のチャンネルの合計である主チャンネル信号（Ｌ＋Ｒ）を入力信号として純粋に利用して実現することができる。この場合、元のステレオ信号の左と右のチャンネルの減算結果である完全又は不完全な副チャンネル信号（Ｌ−Ｒ）を一緒に用いて、使用可能なＳ信号を処理するか、或いは全体として目標とするステレオ信号のマッピング幅を決定するための以下のパラメータ又は前述した構成により再現した音源のマッピング方向を決定又は最適化する。
（ａ）ステレオ音響化する信号の指向特性を規定するパラメータｆ（又はｎ）、
（ｂ）手動で、或いは測定技術により検出する、主軸と音源の成す角度φ、
（ｃ）左の仮想の開口角α、
（ｄ）右の仮想の開口角β、
（ｅ）得られたステレオ信号又はそれから得られた信号を処理するための減衰係数λ又はρ、
（ｆ）（例えば、図８の論理素子１２０と同様に決定された）ＭＳマトリックス又はそれ以外の本発明による構成から得られた左と右のチャンネルを単位円に正規化するための増幅係数ρ* （この場合、１は、ρ* を用いて正規化した０ｄＢの最大レベルに等しく、ｘ（ｔ）は、そのような正規化から得られた左の出力信号を表し、ｙ（ｔ）は、そのような正規化から得られた右の出力信号を表す）、
（ｇ）得られたステレオ信号の相関度ｒ、
（ｈ）例えば、以下の不等式（９）又は（９ａ）によって定義される、得られた出力信号の伝達関数の合計に関する許容される数値範囲を定義するための増幅係数ａ、（例えば、前記の複素伝達関数は、
【００８５】
【数１６】
2012533953.tif 000018
【００８６】
と、
【００８７】
【数１７】
2012533953.tif 000019
【００８８】
であり、例えば、０≦ａ≦１に対して、次の式が成り立つか、
【００８９】
【数１８】
2012533953.tif 000020
【００９０】
と、
【００９１】
【数１９】
2012533953.tif 000021
【００９２】
或いは全体として、
【００９３】
【数２０】
2012533953.tif 000022
【００９４】
である）
（ｉ）前記の伝達関数の合計の関数値の絶対値を決定又は最大化するための、以下の不等式（１１）又は（１１ａ）によって定義される限界値Ｒ* 又は同じく以下の不等式（１１）又は（１１ａ）によって定義される偏差Δ（この場合、そのような決定又は最大化と時間間隔［−Ｔ，Ｔ］又は可能な出力信号ｘj （ｔ），ｙj （ｔ）の全数に関して、例えば、次の式が成り立つ、
【００９５】
【数２１】
2012533953.tif 000023
【００９６】
又は
【００９７】
【数２２】
2012533953.tif 000024
【００９８】
）、
（ｊ）前に定義した限界値Ｓ* 又は前に定義した偏差ε（これらに関しては、例えば、次の式
【００９９】
【数２３】
2012533953.tif 000025
【０１００】
が成り立たなければならない）、
（ｋ）前に定義した限界値Ｕ* 又は前に定義した偏差κ（これらに関しては、例えば、次の式
【０１０１】
【数２４】
2012533953.tif 000026
【０１０２】
が成り立たなければならない）。
如何なる場合でも、この結果は、ＦＭ信号に対して一定のステレオ音響マッピングとなる。
【０１０３】
特に、この場合でも、従来技術に属する圧縮アルゴリズム又はデータ削減方法の採用、或いは例えば、前述した判定基準によるステレオ又は疑似ステレオ信号の評価を加速させる、最小値と最大値などの特筆すべき特徴の考察が推奨される。
【図１】
2012533953.tif 000027
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2012533953.tif 000031
【図６】
2012533953.tif 000032
【図７】
2012533953.tif 000033
【図８】
2012533953.tif 000034
【図９】
2012533953.tif 000035
【図１０】
2012533953.tif 000036
【図１１】
2012533953.tif 000037
【図１２】
2012533953.tif 000038
【国際調査報告】
2012533953.tif 000039
2012533953.tif 000040
2012533953.tif 000041
2012533953.tif 000042
2012533953.tif 000043
2012533953.tif 000044
2012533953.tif 000045
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