特許

J-GLOBAL ID：200903006965143932

音声信号の再マトリックス処理

発明者： デイビス、マーク・フランクリン ,  バーノン、スティーブン・デッカー
出願人/特許権者： ドルビー・ラボラトリーズ・ライセンシング・コーポレーション
代理人 (1件)： 山崎 行造 (外1名)
公報種別：公表公報
出願番号（国際出願番号）：特願平6-510170
公開番号（公開出願番号）：特表平8-502157
出願日： 1993年10月08日
公開日（公表日）： 1996年03月05日
要約：

【要約】低ビットレートエンコーダ及びデコーダがマトリックスした音声信号を伝えるシステムにおいて、変化してない4:2マトリックスエンコーダからのマトリックスした信号を適応再マトリックスで再マトリックスして小音成分を大音成分から分離及び隔離することにより、大音信号の低ビットレート符号化量子化雑音に伴う小音信号の劣化を回避する。同様にデコーダに備えられた再マトリックスは、エンコーダ再マトリックスに追随し、該信号を2:4マトリックスデコーダが求める変化してない形に復元する。エンコーダ適応再マトリックスは、マトリックス出力信号又は該マトリックス出力信号の振幅加重された和及び差を選ぶ。マトリックス出力信号が選ばれるかマトリックス出力信号の和及び差が選ばれるかの選択は、該デコーダで出力音声信号が再生される際いずれが望まざる人為結果がより少なくなるかの確認に基づく。適応型再マトリックスは、時間領域信号それ自体よりはむしろ信号の周波数成分符号で作動してもよい。

請求項（抜粋）：

1 雑音レベルが信号振幅レベルと共に変化するシステムにおいて、符号化、伝送又は記憶及び検索のために4:2音声信号マトリックスの音声出力信号を適応再マトリックスする装置であって、 前記マトリックス出力信号及び該マトリックス出力信号の和及び差のいずれの信号が最小振幅を有するかを決定する装置と、 前記マトリックス出力信号の1つが最小振幅を有するなら該マトリックス出力信号を符号化、伝送又は記憶及び検索に用い、該マトリックス出力信号の和及び差の1つが最小振幅を有するなら該マトリックス出力信号の和及び差を符号化、伝送又は記憶及び検索に用いる装置とから成る適応再マトリックス装置。2 雑音レベルが信号振幅レベルと共に変化するシステムにおいて、符号化、伝送又は記憶及び検索のために4つの音声入力信号を2つの信号に適応再マトリックスする装置であって、 前記4つの音声入力信号を受信して2つのマトリックス出力信号を提供する4:2音声マトリックス装置と、 前記マトリックス出力信号又は該マトリックス出力信号の和及び差を選択的に符号化、伝送又は記憶及び検索に用いるための適応再マトリックス装置とから成る適応マトリックス装置。3 前記適応再マトリックス装置が、前記マトリックス出力信号及び該マトリックス出力信号の和及び差のいずれの信号が最小振幅を有するかを決定し、該マトリックス出力信号の1つが最小振幅を有するなら該マトリックス出力信号を符号化、伝送又は記憶及び検索に用い、該マトリックス出力信号の和及び差の1つが最小振幅を有するなら該マトリックス出力信号の和及び差を符号化、伝送又は記憶及び検索に用いる、請求項2の装置。4 4つの源音声信号L、C、R及びSを受信し、該源信号に応答して2のマトリックス符号化された音声信号LT及びRTを提供する音声マトリックス装置と、 前記4:2音声マトリックス装置のマトリックス符号化特性を適応変化させる装置とから成り、kが定数であるとき、LT又はRTがLT、RT、k(LT+RT)及びk(LT-RT)のうちの最小振幅を有する場合には、概して前記マトリックス装置が式 LT=L+0.707C+0.707S RT=R+0.707C-0.707S に従ってその出力として2つの信号LT及びRTを提供し、k(LT+RT)又はk(LT-RT)が、LT、RT、LT′及びRT′のうちの最小振幅を有する場合には、概して該マトリックス装置が式 LT′=k(LT+RT)=k(L+R+√2C) RT′=k(LT-RT)=k(L-R+√2S) に従ってその出力として2つの信号LT′及びRT′を提供するようようにする適応音声符号化マトリックス。5 信号伝送又は信号記憶及び検索システムのためにエンコーダで用いられる装置において、該エンコーダ内の音声信号が周波数成分として表され、該周波数成分がビットレート低減符号化に依存し、該エンコーダが信号振幅レベルと共に変化する雑音レベルを有し、該エンコーダは4:2音声信号マトリックスの音声出力信号を受信し、該4:2マトリックス出力信号の周波数成分符号を適応再マトリックスする装置であって、 前記マトリックス出力信号及び該マトリックス出力信号の和及び差のうちいずれの信号が最小振幅を有するかを決定する装置と、 該マトリックス出力信号の1つが最小振幅を有するなら該マトリックス出力信号の周波数成分符号を該ビットレート低減符号化に用い、該マトリックス出力信号の和及び差の1つが最小振幅を有するなら該マトリックス出力信号の和及び差の周波数成分符号を該ビットレート低減符号化に用いる装置とから成る適応再マトリックス装置。6 信号伝送又は信号記憶及び検索システムのために4:2音声信号マトリックスの出力信号を受信するエンコーダであって、 前記マトリックス出力信号を周波数成分に分割する装置と、 信号振幅レベルと共に変化する雑音レベルを有するビットレート低減符号化装置と、 前記マトリックス出力信号及び該マトリックス出力信号の和及び差のうちいずれの信号が最小振幅を有するかを決定し、該マトリックス出力信号の1つが最小振幅を有するなら該マトリックス出力信号を表す周波数成分を符号化、伝送又は記憶及び検索に用い、該マトリックス出力信号の和及び差の1つが最小振幅を有するなら該マトリックス出力信号の和及び差を表す周波数成分を符号化、伝送又は記憶及び検索に用いる適応再マトリックス装置とから成るエンコーダ。7 4つの音声入力信号を受信するようにされた、信号伝送又は記憶及び検索システムのための適応4:2音声マトリックス及びエンコーダであって、 前記4つの音声入力信号を受信して2つのマトリックス出力信号を提供する4:2マトリックス装置と、 前記マトリックス出力信号を周波数成分に分割する装置と、 信号振幅レベルと共に変化する雑音レベルを有するビットレート低減符号化装置と、 前記マトリックス出力信号及び該マトリックス出力信号の和及び差のうちいずれの信号が最小振幅を有するかを決定し、該マトリックス出力信号の1つが最小振幅を有するなら該マトリックス出力信号を表す周波数成分を符号化、伝送又は記憶及び検索に用い、該マトリックス出力信号の和及び差の1つが最小振幅を有するならば該マトリックス出力信号の和及び差を表す周波数成分を符号化、伝送又は記憶及び検索に用いる適応再マトリックス装置とから成る適応4:2音声マトリックス及びエンコーダ。8 前記マトリックス出力信号の和が振幅加重和であり、該マトリックス出力信号の差が振幅加重差である、請求項1、2、5、6又は7のいずれか1つの装置。9 前記マトリックス出力信号を周波数成分に分割する装置が、該マトリックス出力信号を時間ブロックに分割する装置と、1組の変換周波数係数を生成するために前記ブロックの各々に変換を用いる装置とを含む、請求項6又は7の装置。10 前記適応再マトリックス装置が各時間ブロック及び変換周波数係数の各組に関して作動する、請求項9の装置。11 前記変換適用装置もまた変換周波数係数を周波数バンドにグループ化し、前記適応再マトリックス装置が、周波数バンドにグループ化された変換係数の各々又は選択されたものに関して独立して作動する、請求項9の装置。12 前記マトリックス出力信号を周波数成分に分割する装置がフィルタバンク装置を含む、請求項6又は7の装置。13 前記マトリックス出力信号を周波数成分に分割する装置が直角位相ミラーフィルタ装置を含む、請求項6又は7の装置。14 Lを左チャンネル信号、Rを右チャンネル信号、Cを中央チャンネル信号、Sをサラウンドチャンネル信号とするとき、前記4:2音声マトリックス装置が、4つの入力信号に応答し概して式 LT=L+0.707C+0.707S RT=R+0.707C-0.707Sに従って2つの出力信号を提供する、請求項2又は7の装置。15 前記4:2音声マトリックス装置及び前記適応再マトリックス装置の結合作動は、kが定数であってLT又はRTがLT、RT、k(LT+RT)及びk(LT-RT)のうちの最小振幅を有するときには概して式 LT=L+0.707C+0.707S RT=R+0.707C-0.707Sに従ってその出力として2つの信号LT及びRTを提供し、Lが左チャンネル信号、Rが右チャンネル信号、Cが中央チャンネル信号、Sがサラウンドチャンネル信号であって、LT′又はRT′がLT、RT、LT′及びRT′のうちの最小振幅を有するときには概して式 LT′=k(LT+RT)=k(L+R+√2C) RT′=k(LT-RT)=k(L-R+√2S)に従ってその出力として2つの信号LT′及びRT′を提供する、請求項2又は7の装置。16 4:2音声信号符号化マトリックスから受信して相補型2:4音声復号マトリックスに加えられる音声信号を、符号化、伝送又は記憶及び検索するための、信号振幅レベルと共に変化する雑音レベルを有する、システムで用いられる装置であって、 前記符号化マトリックス出力信号及び該符号化マトリックス出力信号の和及び差のうちいずれの信号が最小振幅を有するかを決定する装置と、 前記符号化マトリックス出力信号の1つが最小振幅を有するなら、該符号化マトリックス出力信号を符号化、伝送又は記憶及び検索に用い、かつ該符号化マトリックス出力信号の加重和及び加重差の1つが最小の振幅を有するなら、該符号化マトリックス出力信号の和及び差を該符号化、伝送、又は記憶及び検索に用いる装置であって、同様に制御信号を符号化、伝送又は記憶及び検索に用いて該符号化マトリックス出力信号又は該符号化マトリックス出力信号の和及び差が該伝送又は記憶に用いられているかどうかを表示する出力信号印加・表示装置と、 該符号化、伝送又は記憶及び検索から前記マトリックス出力信号又は該マトリックス出力信号の和及び差ならびに前記制御信号を受信し、前記印加装置が該マトリックスエンコーダ出力信号を該符号化、伝送又は記憶及び検索に用いたときには、該相補型2:4復号マトリックスで用いるために、該受信した信号を未変化で回復させる装置であって、該印加装置が該マトリックスエンコーダ出力信号の和及び差を該符号化、伝送又は記憶及び検索に用いたときには、該相補型2:4復号マトリックスで用いるために、該受信信号の和及び差を回復するための装置とから成るマトリックスシステム用装置。17 2チャンネル媒体上の4つの音声信号を符号化、伝送又は記憶及び検索するための、信号振幅レベルと共に変化する雑音レベルを有する、4:2:4マトリックスシステムで用いられる装置であって、 前記4つの音声信号を受信して2つのマトリックス符号化した出力信号を提供する4:2音声符号化マトリックス装置と、 該符号化マトリックス出力信号及び該符号化マトリックス出力信号の和及び差のうちのどの信号が最小の振幅を有するかを決定して、該符号化マトリックス出力信号の1つが最小の振幅を有するなら該符号化マトリックス出力信号を該符号化、伝送又は記憶及び検索に用い、該マトリックス出力信号の加重和及び加重差の1つが最小の振幅を有するなら該符号化マトリックス出力信号の和及び差を該符号化、伝送又は記憶及び検索に用いるための適応再マトリックス装置であって、同様に制御信号を符号化、伝送又は記憶及び検索に用いて該符号化マトリックス出力信号又は該符号化マトリックス出力信号の和及び差が該伝送又は記憶に用いられているかどうかを表示する適応再マトリックス装置と、 前記符号化マトリックス出力信号又は該符号化マトリックス出力信号の和及び差ならびに該符号化、伝送又は記憶及び検索からの前記制御信号を受信する復号適応再マトリックス装置であって、前記適応再マトリックス装置が該マトリックスエンコーダ出力信号を該符号化、伝送又は記憶及び検索に用いたときには該受信した未変化の信号を回復し、該適応再マトリックス処理装置が該マトリックスエンコーダ出力信号の和及び差を該符号化、伝送又は記憶及び検索に用いたときには該受信した信号の和及び差を回復するための装置と、 前記未変化の受信した信号又は該受信信号の和及び差を受取って、該4:2音声マトリックス符号化装置に加えられた該4つの音声信号を符号している4つのマトリックス出力信号を提供する相補的2:4音声復号マトリックス装置とから成る装置。18 Lが左チャネル信号、Rが右チャネル信号、Cが中央チャネル信号、Sがサラウンドチャネル信号であるとき、前記4:2音声マトリックス装置が4つの入力信号に応答して概して式 LT=L+0.707C+0.707S RT=R+0.707C-0.707Sに従って2つの出力信号を提供し、前記相補型4:2音声復号マトリックス装置が2つの入力信号に応答して概して式 L′=LT=L+0.707(C+S) R′=RT=R+0.707(C-S) C′=(LT+RT)/√2=C+0.707(L+R) S′=(LT-RT)/√2=S+0.707(L+R)に従って4つの出力信号を提供する、請求項17の装置。19 L、C、R及びSが該符号化マトリックス装置により受信される4つの音声信号であり、LT又はRTがLT、RT、k(LT+RT)及びk(LT-RT)のうちの最小の振幅を有するときは、前記4:2音声マトリックス装置と前記適応型再マトリックス装置との結合作動は概して第1組の式 LT=L+0.707C+0.707S RT=R+0.707C-0.707Sに従って2つの信号LT及びRTをその出力として提供し、LT′又はRT′がLT、RT、LT′及びRT′のうちの最小の振幅を有するときは、概して第2組の式 LT′=1/2(LT+RT)=1/2(L+R+√2C) RT′=1/2(LT-RT)=1/2(L-R+√2S)に従って2つの信号LT′及びRT′をその出力として提供し、 該制御信号が、該適応符号化マトリックスが前記第1状態の式に従って該LT信号及びRT信号を符号化したことを示すときは、前記復号適応再マトリックス装置と前記相補型2:4音声復号マトリックス装置との結合作動は、概して式 L′=(LT)D R′=(RT)D C′=[(LT)D+(RT)D]/√2 S′=[(LT)D-RT)D]/√2に従って該4:2音声マトリックス符号化装置へ印加された4つの音声信号を表わす4つの信号L′、C′、R′、S′をその出力として提供し、 下付Dがそれぞれの信号の復号された値を示し、該制御信号が、前記第2状態の式に従ってLT′及びRT′を符号化したことを表すときは、前記適応2:4音声マトリックス符号化装置の第2状態が、概して式 L′=(LT′)D+(RT′)D R′=(LT′)D-(RT′)D C′=(LT′)D√2 S′=(RT′)D√2に従って該4:2音声マトリックス符号化装置へ印加される4つの音声信号を表わす4つの信号L′、C′、R′、S′をその出力として提供する、請求項17の装置。20 信号の符号化、伝送又は記憶及び検索で用いる適応音声符号化及び復号マトリックス装置であって、 4つの音声源信号L、C、R及びSを受信し、それに応答して信号符号化、伝送又は記憶に用いるために2つのマトリックス符号化された音声信号LT及びRTを提供する適応型4:2音声マトリックス装置であって、kが定数であり、該出力信号LT及びRTがLT、RT、k(LT+RT)及びk(LT-RT)のうちの最小の振幅を有するときは、LT及びRTは式 LT=L+0.707C+0.707S RT=R+0.707C-0.707Sの特性を有し、LT′又はRT′がLT、RT、LT′及びRT′のうちの最小振幅を有するときは、該出力信号LT及びRTが式 LT′=k(LT+RT)=k(L+R+√2C) RT′=k(LT-RT)=k(L-R+√2S)の特性を有しかついずれの組の式が該出力信号LT、RT、LT′及びRT′を定めるかを表す制御信号をも生成する適応型4:2音声マトリックス装置と、 前記符号化、伝送又は記憶及び検索から前記信号LT、RT又はLT′及びRT′を前記制御信号と共に受信して、前記4つの音声源信号を表す4つの復号した信号L′、C′、R′及びS′を提供する相補型適応2:4音声マトリックス復号装置とから成るマトリックス装置。21 信号の符号化、伝送又は記憶及び検索システムで用いる装置において、音声信号が周波数成分に分割され、該周波数成分を該符号化、伝送又は記憶及び検索に用いる前に該周波数成分のビットレート低減符号化を行い、該符号化、伝送又は記憶及び検索からの該符号化した信号のビットレート低減復号を行い、該復号した周波数成分が該システムに印加される該音声信号の符号にアセンブルされ、該システムが信号振幅と共に変化する雑音レベルを有し、該システムが4:2音声信号符号化マトリックスの2つの音声出力信号を受信すると共に該音声信号の符号を2:4音声信号復号マトリックスに印加する、符号化及び復号マトリックスシステム用装置であって、 前記周波数成分を受信して該符号化マトリックス出力信号及び該符号化マトリックス出力信号の和及び差のうちどの信号が最小の振幅を有するかを決定し、該符号化マトリックス出力信号の1つが最小振幅を有するなら該符号化マトリックス出力信号を表す周波数成分を該ビットレート低減符号化に用い、該符号化マトリックス出力信号の和及び差の1つが最小振幅を有するなら該マトリックス出力信号の和及び差を該ビットレート低減符号化に用いるための適応再マトリックス装置であって、該符号化マトリックス出力信号又は該符号化マトリックス出力信号の和及び差を表す周波数成分が該ビットレート低減符号化に用いられているかどうかを示す制御信号をも生成する適応再マトリックス装置と、 該ビットレート低減符号化から前記制御信号及び前記符号化マトリックス出力信号又は該符号化マトリックス出力信号の和及び差の周波数成分符号を受信する復号適応再マトリックス装置であって、該マトリックスエンコーダ出力信号の周波数符号を該ビットレート低減符号化に用いたときは変化していない該受信した信号を回復しかつ該マトリックスエンコーダ出力信号の和及び差の周波数符号を該符号化、伝送又は記憶及び検索に用いたときは該受信した信号の和及び差の周波数成分表現を回復する復号適応再マトリックス装置とから成る符号化及び復号マトリックスシステム用装置。22 前記符号化マトリックス出力信号の和が振幅加重和であり、該符号化マトリックス出力信号の差が振幅加重差である、請求項16、17又は21のいずれか1つの装置。23 前記周波数成分が周波数バンドにグループ化され、前記適応再マトリックス装置及び前記復号適応再マトリックス装置が周波数バンドにグループ化された周波数成分の各々又はその選択されたものに関して独立的に作動する、請求項21の装置。24 雑音レベルが信号振幅レベルと共に変化するシステムにおいて、符号化、伝送又は記憶及び検索から受信した制御信号に応答して、該符号化、伝送又は記憶及び検索から同様に受信した信号を適応再マトリックスして、該適応再マトリックスした信号を2:4音声復号マトリックスに印加する装置であって、該受信信号が、4:2音声信号符号化マトリックスによる符号化及び該符号化マトリックス出力信号の適応再マトリックスの結果から生じ、該適応再マトリックスの一方の状態においては該符号化、伝送又は記憶及び検索に用いられる該信号が該符号化マトリックスの出力であるようにされ、該適応再マトリックスの他方の状態においては該符号化、伝送又は記憶及び検索に用いられる該信号が該符号化マトリックスの出力の振幅加重された和及び差であるようにされ、前記制御信号が該適応再マトリックスの状態を示す適応再・・・