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公開番号2025083483
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-30
出願番号2025039903,2023132200
出願日2025-03-13,2015-03-24
発明の名称高次アンビソニックス信号にダイナミックレンジ圧縮を適用するための方法および装置
出願人ドルビー・インターナショナル・アーベー
代理人弁理士法人ITOH
主分類H04S 7/00 20060101AFI20250523BHJP(電気通信技術)
要約【課題】ダイナミックレンジ制御(DRC)は高次アンビソニックス(HOA)ベースの信号には単純に適用することはできない。
【解決手段】HOA信号にDRCを実行する方法が、HOA信号を空間領域に変換し、変換されたHOA信号を解析し、前記解析の結果からダイナミック圧縮のために使用可能な利得因子を得ることを含む。利得因子は、HOA信号と一緒に伝送できる。DRCを適用するとき、HOA信号は空間領域に変換され、利得因子が抽出されて、空間領域において、変換されたHOA信号と乗算されて、利得補償された変換されたHOA信号が得られる。利得補償された変換されたHOA信号はもとのHOA領域に変換され、利得補償されたHOA信号が得られる。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
ダイナミックレンジ圧縮（DRC）のための方法であって：
再構成された高次アンビソニックス（HOA）オーディオ信号表現を受領する段階と；
前記再構成されたHOAオーディオ信号を
TIFF
2025083483000098.tif
10
170
に基づいて空間領域に変換する段階であって、D
DSHT
は逆離散球面調和関数変換（DSHT）行列であり、Cはτ個のHOAサンプルのブロックであり、Wは直交ミラー・フィルタ（QMF）バンクの入力時間粒度にマッチする空間的サンプルのブロックである、段階と；
時間周波数タイル(n,m)に対応するDRC利得値g(n,m)を
TIFF
2025083483000099.tif
8
170
に基づいて適用する段階であって、
TIFF
2025083483000100.tif
9
170
は時間周波数タイル(n,m)についての空間的チャネルのベクトルである、段階と；
ラウドスピーカー・チャネルに
TIFF
2025083483000101.tif
8
170
に基づいてレンダリングする段階であって、D
DSHT
-1
行列はD
DSHT
行列の逆行列であり、DはHOAレンダリング行列である、段階とを含み、
D
DSHT
-1
行列およびD
DSHT
行列は
TIFF
2025083483000102.tif
8
134
および
TIFF
2025083483000103.tif
12
134
によって計算される行ベクトルeに基づいてDRC目的のために最適化され、[1,0,0,..,0]は、最初の要素が値1をもつほかはすべて0の要素(N＋1)
2
個の行ベクトルであり、NはHOA次数であり、
TIFF
2025083483000104.tif
15
134
であり、コンパクトな特異値分解が
TIFF
2025083483000105.tif
8
134
と実行され、新しいプロトタイプ行列が
TIFF
2025083483000106.tif
9
134
によって計算され、
TIFF
2025083483000107.tif
10
134
であり、球面位置の集合
TIFF
2025083483000108.tif
9
134
および関係した求積（高次求積）利得
TIFF
2025083483000109.tif
9
134
が選択され、モード行列Ψ
DSHT
は前記球面位置に関係する、
方法。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
ダイナミックレンジ圧縮（DRC）のための装置であって、当該装置は：
再構成された高次アンビソニックス（HOA）オーディオ信号表現を受領する受領器；ならびに
前記再構成されたHOAオーディオ信号を
TIFF
2025083483000110.tif
10
170
に基づいて空間領域に変換する段階であって、D
DSHT
は逆離散球面調和関数変換（DSHT）行列であり、Cはτ個のHOAサンプルのブロックであり、Wは直交ミラー・フィルタ（QMF）バンクの入力時間粒度にマッチする空間的サンプルのブロックである、段階と；
時間周波数タイル(n,m)に対応するDRC利得値g(n,m)を
TIFF
2025083483000111.tif
8
170
に基づいて適用する段階であって、
TIFF
2025083483000112.tif
9
170
は時間周波数タイル(n,m)についての空間的チャネルのベクトルである、段階と；
ラウドスピーカー・チャネルに
TIFF
2025083483000113.tif
8
170
に基づいてレンダリングする段階であって、D
DSHT
-1
行列はD
DSHT
行列の逆行列であり、DはHOAレンダリング行列である、段階と
を実行するように構成されたオーディオ・デコーダを有しており、
D
DSHT
-1
行列およびD
DSHT
行列は
TIFF
2025083483000114.tif
8
134
および
TIFF
2025083483000115.tif
12
134
によって計算される行ベクトルeに基づいてDRC目的のために最適化され、[1,0,0,..,0]は、最初の要素が値1をもつほかはすべて0の要素(N＋1)
2
個の行ベクトルであり、NはHOA次数であり、
TIFF
2025083483000116.tif
15
134
であり、コンパクトな特異値分解が
TIFF
2025083483000117.tif
8
134
と実行され、新しいプロトタイプ行列が
TIFF
2025083483000118.tif
9
134
によって計算され、
TIFF
2025083483000119.tif
10
134
であり、球面位置の集合
TIFF
2025083483000120.tif
9
134
および関係した求積（高次求積）利得
TIFF
2025083483000121.tif
9
134
が選択され、モード行列Ψ
DSHT
は前記球面位置に関係する、
装置。
【請求項３】
コンピュータで実行されたときに該コンピュータに請求項１記載の方法を実行させるコンピュータ実行可能命令を有する非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイナミックレンジ圧縮（DRC: Dynamic Range Compression）をアンビソニックス信号に、特に高次アンビソニックス（HOA: Higher Order Ambosonics）信号に対して実行するための方法および装置に関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
ダイナミックレンジ圧縮（DRC）の目的は、オーディオ信号のダイナミックレンジを縮小することである。オーディオ信号に対して時間変化する利得因子が適用される。典型的にはこの利得因子は、利得を制御するために使われる信号の振幅包絡に依存する。そのマッピングは一般には非線形である。大きな振幅はより小さな振幅にマッピングされる一方、小さな音は増幅されることもしばしばある。シナリオは、ノイズのある環境、深夜の聴取、小さなスピーカーまたはモバイル・ヘッドフォン聴取である。
【０００３】
オーディオをストリーミングまたはブロードキャストするための共通の概念は、送信前にDRC利得を生成し、受信およびデコード後にこれらの利得を適用することである。DRC使用の原理、すなわちオーディオ信号にDRCが通例どのように適用されるかが図１のａ）に示されている。信号レベル、通例は信号包絡が検出され、関係した時間変化する利得g
DRC
が計算される。利得はオーディオ信号の振幅を変化させるために使われる。図１のｂ）はエンコード／デコードのためにDRCを使うことの原理を示しており、利得因子は符号化されたオーディオ信号と一緒に伝送される。デコーダ側では、デコードされたオーディオ信号に対して、そのダイナミックレンジを縮小するために利得が適用される。
【０００４】
3Dオーディオについては、異なる空間位置を表わすラウドスピーカー・チャネルに異なる利得が適用されることができる。その際、マッチする一組の利得を生成できるためには、送り側においてこれらの位置が知られている必要がある。これは通例、理想化された条件についてのみ可能である。現実的な場合には、スピーカーの数およびその配置は多くの仕方で変わりうる。これは、仕様よりも実際的な事情から影響される。高次アンビソニックスは、柔軟なレンダリングを許容するオーディオ・フォーマットである。HOA信号は、直接的に音レベルを表わすのでない係数チャネルから構成される。したがって、DRCを単純にHOAベースの信号に適用するわけにはいかない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
国際公開第2015/007889A号（PD130040）
【非特許文献】
【０００６】
J¨org Fliege、“Integration nodes for the sphere”、2010、オンライン、アクセス日2010-10-05、http://www.mathematik.uni-dortmund.de/lsx/research/projects/fliege/nodes/nodes.html
J¨org Fliege and Ulrike Maier、“A two-stage approach for computing cubature formulae for the sphere”、Technical report, Fachbereich Mathematik, Universitat Dortmund, 1999
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、少なくとも、HOA信号にどのようにしてDRCが適用できるかの問題を解決する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
HOA信号は、一つまたは複数の利得係数を得るために解析される。ある実施形態では、少なくとも二つの利得係数が得られ、HOA信号の解析は空間領域への変換（iDSHT）を含む。前記一つまたは複数の利得係数はもとのHOA信号と一緒に伝送される。すべての利得係数が等しいかどうかを指示するために、特別な指標が伝送されることができる。これは、いわゆる単純化モードの場合である。一方、非単純化モードでは少なくとも二つの異なる利得係数が使われる。デコーダでは、前記一つまたは複数の利得がHOA信号に適用されることができる（これは必須ではない）。ユーザーは、前記一つまたは複数の利得を適用するか否かの選択権をもつ。単純化モードの利点は、一つの利得因子しか使われず、利得因子はHOA領域において直接的にHOA信号の係数チャネルに適用できるので、空間領域への変換およびその後のHOA領域に戻す変換がスキップできるため、必要とされる計算が著しく少なくなるということである。単純化モードでは、利得因子は、HOA信号の零次の係数だけの解析によって得られる。
【０００９】
本発明のある実施形態によれば、HOA信号に対してDRCを実行する方法は、（逆DSHTによって）HOA信号を空間領域に変換し、変換されたHOA信号を解析し、前記解析の結果から、ダイナミックレンジ圧縮のために使用可能な利得因子を得ることを含む。さらなる段階において、得られた利得因子は（空間領域で）変換されたHOA信号と乗算され、利得圧縮された変換されたHOA信号が得られる。最後に、利得圧縮された変換されたHOA信号は（DSHTによって）HOA領域、すなわち係数領域に変換し戻され、利得圧縮されたHOA信号が得られる。
【００１０】
さらに、本発明のある実施形態によれば、HOA信号に対して単純化モードでDRCを実行する方法は、HOA信号を解析し、前記解析の結果から、ダイナミックレンジ圧縮のために使用可能な利得因子を得ることを含む。さらなる段階において、指標の評価に際し、得られた利得因子は（HOA領域において）HOA信号の係数チャネルと乗算され、利得圧縮された変換されたHOA信号が得られる。指標の評価に際して、HOA信号の変換がスキップできることが判別されることもできる。単純化モードを指示する、すなわちただ一つの利得因子が使われることを示す指標は、たとえばハードウェアまたは他の制約のために単純化モードしか使用できない場合には暗黙的に、あるいはたとえば単純化モードまたは非単純化モードいずれかのユーザー選択に際しては明示的に、設定されることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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