特許 6246948 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

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6246948

(24)【登録日】2017年11月24日

(45)【発行日】2017年12月13日

(54)【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

(51)【国際特許分類】

   H04S 7/00 20060101AFI20171204BHJP

   G10L 19/008 20130101ALI20171204BHJP

   G10L 19/02 20130101ALI20171204BHJP

【ＦＩ】

   H04S7/00 300

   G10L19/008

   G10L19/02 150

   G10L19/02 160A

【請求項の数】18

【全頁数】37

(21)【出願番号】特願2016-558102(P2016-558102)

(86)(22)【出願日】2015年3月24日

(65)【公表番号】特表2017-513367(P2017-513367A)

(43)【公表日】2017年5月25日

(86)【国際出願番号】EP2015056206

(87)【国際公開番号】WO2015144674

(87)【国際公開日】20151001

【審査請求日】2016年11月10日

(31)【優先権主張番号】14305423.7

(32)【優先日】2014年3月24日

(33)【優先権主張国】EP

(31)【優先権主張番号】14305559.8

(32)【優先日】2014年4月15日

(33)【優先権主張国】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】510185767

【氏名又は名称】ドルビー・インターナショナル・アーベー

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100091214

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 進介

(72)【発明者】

【氏名】ボエム，ヨハンネス

(72)【発明者】

【氏名】カイラー，フロリアン

【審査官】 北原 昂

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１３−５１９９１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１４／０１３０７０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特表２０１５−５２６７５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 "WD1-HOA TEXT OF MPEG-H 3D AUDIO"，107. MPEG MEETING;13-1-2014 - 17-1-2014; SAN JOSE; (MOTION PICTURE EXPERT，２０１４年 ２月２１日，NR:N14264，GROUP OR ISO/IEC JTC1/SC29/WG11)

【文献】 HELLERUD, Erik，"Encoding higher order ambisonics with AAC"，Audio Engineering Society，２００８年 ５月 １日，124th Audio Engineering Soc，pp. 501 - 508

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｓ ７／００

Ｇ１０Ｌ １９／００８

Ｇ１０Ｌ １９／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ダイナミックレンジ圧縮の方法であって、
高次アンビソニックス（HOA）オーディオ表現および少なくとも一つの利得因子を受領する段階と；
前記少なくとも一つの利得因子を、離散球面調和関数変換（DSHT）に関係した行列に基づいて前記HOAオーディオ表現に適用する段階とを含み、
前記DSHTに関係した行列は、第一のプロトタイプ行列、特異値分解および前記第一のプロトタイプ行列に基づく第二のプロトタイプ行列および前記第二のプロトタイプ行列の規格化に基づく第三のプロトタイプ行列に基づき、
前記行列はさらに、

【数1】

に基づいて決定される行ベクトルeに基づいて決定され、LおよびNは仮想スピーカーの方向の数に関係し、

【数2】

は前記第三のプロトタイプ行列を表わす、
方法。

【請求項2】

前記行列は空間的フィルタ行列DSHTおよび逆空間的フィルタ行列DSHT-1を含む、請求項１記載の方法。

【請求項3】

前記行列は

【数3】

によって表わされる前記DSHT行列に基づく、請求項１または２記載の方法。

【請求項4】

前記第一のプロトタイプ行列は

【数4】

に基づいて決定され、Ψ_DSHTは仮想スピーカーに関係した球面調和関数の転置されたモード行列に基づいて決定され、qは一組の球面位置に関係した求積利得に基づいて決定される、請求項１ないし３のうちいずれか一項記載の方法。

【請求項5】

前記第二のプロトタイプ行列は

【数5】

に基づいて決定され、U、Vは

【数6】

に基づいて得られる、請求項１ないし４のうちいずれか一項記載の方法。

【請求項6】

前記第三のプロトタイプ行列は

【数7】

に基づいて決定される、請求項１ないし５のうちいずれか一項記載の方法。

【請求項7】

単純化モードの指標を受領し、前記単純化モードの指標に基づき、前記HOAオーディオ表現をただ一つの利得因子と乗算することをさらに含む、
請求項１ないし６のうちいずれか一項記載の方法。

【請求項8】

前記HOAオーディオ表現は周波数サブバンドに分割され、前記少なくとも一つの利得因子は各周波数サブバンドに別個に適用される、請求項１ないし７のうちいずれか一項記載の方法。

【請求項9】

NがHOA次数であり、τがDRCブロック・サイズであるとして、少なくとも(N＋1)²＜τである場合には、当該方法はさらに、
利得ベクトルを

【数8】

に従ってHOA領域に変換する段階であって、Gは利得行列であり、DLは前記DSHTを定義するDSHT行列である、段階と、
前記HOAオーディオ表現BのHOA係数に前記利得行列Gを

【数9】

に従って適用する段階であって、DRC圧縮されたHOA信号B_DRCが得られる、段階とを含む、
請求項１ないし８のうちいずれか一項記載の方法。

【請求項10】

ダイナミックレンジ圧縮のための装置であって、
高次アンビソニックス（HOA）オーディオ表現および少なくとも一つの利得因子を取得するよう構成された受領器と；
前記少なくとも一つの利得因子を、離散球面調和関数変換（DSHT）に関係した行列に基づいて前記HOAオーディオ表現に適用するよう構成されたオーディオ・デコーダとを有しており、
前記DSHTに関係した行列は、第一のプロトタイプ行列、特異値分解および前記第一のプロトタイプ行列に基づく第二のプロトタイプ行列および前記第二のプロトタイプ行列の規格化に基づく第三のプロトタイプ行列に基づき、
前記行列はさらに、

【数10】

に基づいて決定される行ベクトルeに基づいて決定され、LおよびNは仮想スピーカーの方向の数に関係し、

【数11】

は前記第三のプロトタイプ行列を表わす、
装置。

【請求項11】

前記行列は空間的フィルタ行列DSHTおよび逆空間的フィルタ行列DSHT-1を含む、請求項１０記載の装置。

【請求項12】

前記行列は

【数12】

によって表わされる前記DSHT行列に基づく、請求項１０または１１記載の装置。

【請求項13】

前記第一のプロトタイプ行列は

【数13】

に基づいて決定され、Ψ_DSHTは仮想スピーカーに関係した球面調和関数の転置されたモード行列に基づいて決定され、qは一組の球面位置に関係した求積利得に基づいて決定される、請求項１０ないし１２のうちいずれか一項記載の装置。

【請求項14】

前記第二のプロトタイプ行列は

【数14】

に基づいて決定され、U、Vは

【数15】

に基づいて得られる、請求項１０ないし１３のうちいずれか一項記載の装置。

【請求項15】

前記第三のプロトタイプ行列は

【数16】

に基づいて決定される、請求項１０ないし１４のうちいずれか一項記載の装置。

【請求項16】

前記オーディオ・デコーダが、単純化モードの指標を受領し、前記単純化モードの指標に基づき、前記HOAオーディオ表現をただ一つの利得因子と乗算するようさらに構成されている、請求項１０ないし１５のうちいずれか一項記載の装置。

【請求項17】

前記HOAオーディオ表現は周波数サブバンドに分割され、前記少なくとも一つの利得因子は各周波数サブバンドに別個に適用される、請求項１０ないし１５のうちいずれか一項記載の装置。

【請求項18】

NがHOA次数であり、τがDRCブロック・サイズであるとして、少なくとも(N＋1)²＜τである場合には、前記オーディオ・デコーダはさらに、利得ベクトルを

【数17】

に従ってHOA領域に変換する段階であって、Gは利得行列であり、DLは前記DSHTを定義するDSHT行列である、段階と；前記HOAオーディオ表現BのHOA係数に前記利得行列Gを

【数18】

に従って適用する段階であって、DRC圧縮されたHOA信号B_DRCが得られる、段階とを実行するよう構成されている、請求項１０ないし１７のうちいずれか一項記載の装置。

【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。

【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】

【特許文献1】国際公開第2015/007889A号（PD130040）

【非特許文献】

【0006】

【非特許文献1】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

【非特許文献2】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】

さらに、HOA信号に対してDRC利得因子を適用する方法は、HOA信号、指標および利得因子を受領し、指標が非単純化モードを示すことを判別し、（逆DSHTを使って）HOA信号を空間領域に変換して変換されたHOA信号が得られ、利得因子を変換されたHOA信号に乗算してダイナミックレンジ圧縮された変換されたHOA信号が得られ、（DSHTを使って）ダイナミックレンジ圧縮された変換されたHOA信号をHOA領域（すなわち係数領域）に変換し戻して、ダイナミックレンジ圧縮されたHOA信号が得られる、ことを含む。利得因子は、HOA信号と一緒にまたは別個に受領されることができる。さらに、本発明のある実施形態によれば、HOA信号に対してDRC利得因子を適用する方法は、HOA信号、指標および利得因子を受領し、指標が単純化モードを示すことを判別し、前記判別に際して、利得因子をHOA信号に乗算してダイナミックレンジ圧縮されたHOA信号が得られる、ことを含む。利得因子は、HOA信号と一緒にまたは別個に受領されることができる。

【0012】

HOA信号に対してDRC利得因子を適用する装置は請求項１１において開示される。

【0013】

ある実施形態では、本発明は、HOA信号に対してDRC利得因子を適用する方法であって上記のような段階を含む方法をコンピュータに実行させるための実行可能命令を有するコンピュータ可読媒体を提供する。

【0014】

ある実施形態では、本発明は、HOA信号に対してDRCを実行する方法であって上記のような段階を含む方法をコンピュータに実行させるための実行可能命令を有するコンピュータ可読媒体を提供する。

【0015】

本発明の有利な実施形態は従属請求項、以下の記述および図面において開示される。

【図面の簡単な説明】

【0016】

本発明の例示的な実施形態が付属の図面を参照して記述される。

【図1】オーディオに適用されるDRCの一般的原理を示す図である。

【図2】本発明に基づくHOAベースの信号にDRCを適用するための一般的手法を示す図である。

【図3】N＝1からN＝6についての球状スピーカー格子を示す図である。

【図4】HOAについてのDRC利得の生成を示す図である。

【図5】HOA信号に対するDRCの適用を示す図である。

【図6】デコーダ側でのダイナミックレンジ圧縮処理を示す図である。

【図7】レンダリング段階と組み合わされた、QMF領域におけるHOAのためのDRCを示す図である。

【図8】単一DRC利得群の単純な場合についての、レンダリング段階と組み合わされた、QMF領域におけるHOAのためのDRCを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

本発明は、HOAに対していかにしてDRCが適用できるかを記述する。これは通常、HOAが音場記述ではないため、簡単ではない。図２は、本アプローチの原理を描いている。エンコードまたは送信側では、図２のａ）に示されるように、HOA信号が解析され、HOA信号の解析からDRC利得gが計算され、DRC利得は符号化され、HOAコンテンツの符号化表現と一緒に送信される。これは、多重化されたビットストリームまたは二つ以上の別個のビットストリームでありうる。

【0018】

デコードまたは受信側では、図２ｂ）に示されるように、利得gがそのようなビットストリーム（単数または複数）から抽出される。デコーダにおける該ビットストリームのデコード後、利得gは後述するようにHOA信号に適用される。これにより、利得がHOA信号に適用される、すなわち、一般に、ダイナミックレンジが縮小されたHOA信号が得られる。最後に、ダイナミックレンジ調整されたHOA信号がHOAレンダラーにおいてレンダリングされる。

【0019】

以下では、使用される想定および定義について説明する。

【0020】

想定は、HOAレンダラーはエネルギーを保存するというものである。すなわち、N3D規格化球面調和関数が使用され、HOA表現内部において符号化された、単一方向性信号のエネルギーが、レンダリング後に維持される。たとえば特許文献１に、このエネルギーを保存するHOAレンダリングをどのように達成するかが記載されている。

【0021】

使用される用語の定義は次のとおり。

【0022】

【数1】

はτ個のHOAサンプルのブロックB＝[b(1),b(2),…,b(t),…,b(τ)]を表わす。ここで、ベクトルb(t)＝[b₁,b₂,…,b_o,…,b_(N+1)2]^T＝[B₀⁰,B₁^-1,…,B_n^m,…,B_N^N]^Tであり、これはアンビソニックス係数をACN順で含む（係数次数（order）インデックスnおよび係数陪数（degree）インデックスmを用いてベクトル・インデックスo＝n²＋n＋m＋1）。NはHOA打ち切り次数を表わす。ベクトルbにおける高次係数の数は(N＋1)²である。一つのデータ・ブロックについてのサンプル・インデックスはtである。τは通例、1サンプルから64サンプルまたはそれ以上の範囲でありうる。零次信号

【数2】

はBの第一行である。

【0023】

【数3】

は、HOAサンプルのブロックを空間領域におけるL個のラウドスピーカー・チャネルのブロックにレンダリングする、エネルギーを保存するレンダリング行列を表わす。W∈R^L×τとして、W＝DBである。これが、図２のｂ）におけるHOAレンダラーの想定される手順である（HOAレンダリング）。

【0024】

【数4】

は、すべての隣り合う位置が同じ距離を共有するよう非常に規則的な仕方で球状に位置されるL_L＝(N＋1)²個のチャネルに関係したレンダリング行列を表わす。D_Lは良条件であり（well-conditioned）その逆D_L^-1が存在する。こうして、この両者が変換行列（DSHT：Discrete Spherical Harmonics Transform［離散球面調和関数変換］）の対を定義する：
W_L＝D_LB、B＝D_L^-1W_L
gはL_L＝(N＋1)²個の利得DRC値のベクトルである。利得値は、τ個のサンプルのブロックに適用されると想定され、ブロックからブロックにかけてなめらかであると想定される。送信のために、同じ値を共有する利得値は利得群に組み合わされることができる。単一の利得群のみが使われる場合、これは、ここでg₁によって示される単一のDRC利得値がすべてのスピーカー・チャネルのτ個のサンプルに適用されることを意味する。

【0025】

すべてのHOA打ち切り次数Nについて、理想的なL_L＝(N＋1)²個の仮想スピーカー格子および関係したレンダリング行列D_Lが定義される。仮想スピーカー位置は、仮想的な聴取者を取り囲む空間エリアをサンプリングする。N＝1から6についての格子が図３に示される。ここで、あるスピーカーに関係したエリアは網掛けのセルである。一つのサンプリング位置は常に中央スピーカー位置（方位角＝0、傾斜角＝π/2；方位角は聴取位置に関係した正面方向から測られることに注意）に関係している。サンプリング位置、D_L、D_L^-1は、DRC利得が生成されるとき、エンコーダ側で知られている。デコーダ側では、利得値を適用するためにD_LおよびD_L^-1が知られる必要がある。

【0026】

HOAのためのDRC利得の生成は次のように機能する。

【0027】

HOA信号はW_L＝D_LBによって空間領域に変換される。これらの信号を解析することによって、L_L＝(N＋1)²個までのDRC利得g_lが生成される。コンテンツがHOAとオーディオ・オブジェクト（AO）の組み合わせである場合には、たとえばダイアログ・トラックのようなAO信号がサイド・チェイニング（side chaining）のために使用されうる。これは図４のｂ）に示されている。異なる空間エリアに関係した異なるDRC利得値を生成するとき、これらの利得がデコーダ側における空間イメージ安定性に影響しないよう、注意を払う必要がある。これを避けるために、最も単純な場合（いわゆる単純化モード）では、単一の利得がすべてのL個のチャネルに割り当てられてもよい。これは、すべての空間的信号Wを解析することによって、あるいは零次HOA係数サンプル・ブロック

【数5】

を解析することによって行なうことができ、空間領域への変換は必要とされない（図４のａ）。これは、Wのダウンミックス信号を解析することと同一である。さらなる詳細は後述する。

【0028】

図４において、HOAのためのDRC利得の生成が示されている。図４のａ）は、いかにして（単一の利得群についての）単一の利得g₁が、零次HOA成分

【数6】

から導出できるかを描いている。該零次HOA成分はDRC解析ブロック４１ｓにおいて解析され、単一の利得g₁が導出される。単一の利得g₁はDRC利得エンコーダ４２ｓにおいて別個にエンコードされる。エンコードされた利得は、次いで、エンコーダ４３において、HOA信号Bと一緒にエンコードされ、エンコーダ４３はエンコードされたビットストリームを出力する。任意的に、さらなる信号４４がエンコードに含められることができる。図４のｂ）は、HOA表現を空間領域に変換することによっていかにして二つ以上のDRC利得が生成されるかを描いている。変換されたHOA信号W_Lは次いでDRC解析ブロック４１において解析され、諸利得値gが抽出され、DRC利得エンコーダ４２においてエンコードされる。また、ここでは、エンコードされた利得はHOA信号Bと一緒にエンコーダ４３においてエンコードされ、任意的に、さらなる信号４４がエンコードに含められる。一例として、背後からの音（たとえば背景音）が、前方方向および横方向から発する音より大きな減衰を受けることがありうる。これは、この例の場合、二つの利得群内において送信されることのできるg内の(N＋1)²個の利得値につながる。任意的に、ここで、オーディオ・オブジェクト波形およびそれらの方向情報によるサイド・チェイニング（side chaining）を使うことも可能である。サイド・チェイニングとは、信号についてのDRC利得が別の信号から得られることを意味する。これは、HOA信号のパワーを低下させる。AO前景音と同じ空間音エリアを共有するHOAミックス中の気を散らす音は、空間的に遠方の音よりも強い減衰利得を得ることができる。

【0029】

利得値は、受信器またはデコーダ側に伝送される。

【0030】

τ個のサンプルのブロックに関係した可変数1ないしL_L＝(N＋1)²個の利得値が伝送される。利得値は、伝送のために諸チャネル群に割り当てられることができる。ある実施形態では、伝送データを最小にするために、すべての等しい利得は一つのチャネル群に組み合わされる。単一の利得が伝送される場合、それはL_L個のチャネルすべてに関係する。伝送されるのは、チャネル群利得値g_lgおよびその数である。受信器またはデコーダが利得値を正しく適用できるよう、チャネル群の使用は信号伝達される。

【0031】

利得値は次のように適用される。

【0032】

受信器／デコーダは、送信された符号化された利得値の数を判別し、関係した情報をデコードし（５１）、それらの利得をL_L＝(N＋1)²個のチャネルに割り当てる（５２〜５５）。一つの利得値（一つのチャネル群）だけが送信される場合には、それは、図５のａ）に示されるように、直接、HOA信号に適用できる（５２）（B_DRC＝g₁B）。これは、デコードがずっと単純になり、要求する処理も著しく少なくなるので、利点がある。その理由は、行列演算が必要とされず、その代わり、利得値は直接、適用５２される、たとえばHOA係数と乗算されることができるということである。

【0033】

二つ以上の利得が送信される場合には、チャネル群利得はそれぞれL個のチャネル利得g＝[g₁,…,g_L]に割り当てられる。

【0034】

仮想的な規則的ラウドスピーカー格子については、DRC利得が適用されたラウドスピーカー信号は

【数7】

によって計算される。次いで、結果として得られる修正されたHOA表現は

【数8】

によって計算される。これは、図５のｂ）に示されるように、単純化できる。HOA信号を空間領域に変換し、利得を適用し、結果をHOA領域に戻す変換をする代わりに、利得ベクトルは

【数9】

によってHOA領域に変換される（５３）。ここで、

【数10】

である。利得行列は、利得割り当てブロック５４においてHOA係数に直接、適用される：B_DRC＝GB。

【0035】

これは、(N＋1)²＜τのため、必要とされる計算演算の点でより効率的である。すなわち、デコードがずっと単純になり、要求する処理も著しく少なくなるため、この解決策は従来の解決策に対する利点をもつ。理由は、行列演算が必要とされず、その代わり、利得割り当てブロック５４において利得値が直接、適用される、すなわちHOA係数に乗算されることができるということである。

【0036】

ある実施形態では、利得行列を適用する一層効率的な仕方は、レンダラー行列修正ブロック５７において、レンダラー行列を

【数11】

によって操作し、一つのステップにおいてDRCを適用しHOA信号をレンダリングする：

【数12】

ことである。これは図５のｃ）に示されている。これは、L＜τであれば有益である。

【0037】

まとめると、図５は、DRCをHOA信号に適用することのさまざまな実施形態を示している。図５のａ）では、単一のチャネル群利得が送信され、デコードされ（５１）、HOA係数に直接、適用される（５２）。次いで、HOA係数は、通常のレンダリング行列を使ってレンダリングされる（５６）。

【0038】

図５のｂ）では、二つ以上のチャネル群利得が送信され、デコードされる（５１）。デコードの結果、(N＋1)²個の利得値の利得ベクトルgが得られる。利得行列Gが生成され、HOAサンプルのブロックに適用される（５４）。次いで、これらは通常のレンダリング行列を使ってレンダリングされる。

【0039】

図５のｃ）では、デコードされた利得行列／利得値をHOA信号に直接適用する代わりに、レンダラーの行列に直接適用する。これは、レンダラー行列修正ブロック５７において実行される。これは、DRCブロック・サイズτが出力チャネルの数Lより大きければ計算上有益である。この場合、HOAサンプルは、修正されたレンダリング行列を使ってレンダリングされる（５７）。

【0040】

以下では、DRCのための理想的なDSHT（離散球面調和関数変換）行列の計算が記述される。そのようなDSHT行列は、DRCにおける使用のために特に最適化され、他の目的、たとえばデータ・レート圧縮のために使われるDSHT行列とは異なる。

【0041】

理想的な球面レイアウトに関係する理想的なレンダリングおよびエンコード行列D_LおよびD_L^-1のための要求が以下で導出される。最終的に、これらの要求は次のようなものである：
（１）レンダリング行列D_Lは可逆でなければならない。すなわち、D_L^-1が存在する必要がある；
（２）空間領域での振幅の和が、空間領域からHOA領域への変換後に零次のHOA係数として反映されるべきであり、その後の空間領域への変換後に保存されるべきである（振幅要件）；
（３）HOA領域に変換し、空間領域に変換し戻すとき、空間的信号のエネルギーが保存されるべきである（エネルギー保存要件）。

【0042】

理想的なレンダリング・レイアウトについてでさえも、要件２および３は互いと矛盾するように思える。従来技術から知られるようなDSHT変換行列を導出するための単純なアプローチを使うときは、要件（２）および（３）の一方または他方のみが誤差なしに充足できる。要件（２）および（３）の一方を誤差なしに充足することは、他方についての3dBを超える誤差につながる。これは通例、可聴なアーチファクトにつながる。この問題を克服する方法が以下で記述される。

【0043】

まず、L＝(N＋1)²での理想的な球面レイアウトが選択される。（仮想）スピーカー位置のL個の方向がΩ_lによって与えられ、関係したモード行列が

【数13】

と表わされる。各φ(Ω_l)は、方向Ω_lの球面調和関数を含むモード・ベクトルである。球面レイアウト位置に関係したL個の求積利得（quadrature gains）がベクトル

【数14】

にまとめられる。これらの求積利得はそのような位置のまわりの球面面積（spherical areas）を見積もり（rate）、すべて合計すると半径1の球の表面に関係した4πの値になる。

【0044】

第一のプロトタイプ・レンダリング行列〔チルダ付きのD_L〕は次式によって導出される。

【0045】

【数15】

のちの規格化段階（下記参照）のため、Lによる除算は省略できることを注意しておく。

【0046】

第二に、コンパクトな特異値分解が実行され：

【数16】

第二のプロトタイプ行列が次式によって導出される。

【0047】

【数17】

第三に、該プロトタイプ行列は規格化される：

【数18】

ここで、kは行列ノルム型を表わす。二つの行列ノルム型が同じように良好な性能を示す。k＝1ノルムまたはフロベニウス・ノルムのいずれかが使用されるべきである。この行列は、要件３（エネルギー保存）を満たす。

【0048】

第四に、最後の段階において、要件２を満たすための振幅誤差が代入される：
行ベクトルeが

【数19】

によって計算される。ここで、[1,0,0,…,0]は、値1をもつ最初の要素のほかはすべて零の(N＋1)²個の要素の行ベクトルである。

【0049】

【数20】

は

【数21】

の行ベクトルの和を表わす。今や、レンダリング行列D_Lは振幅誤差を代入することによって導出される：

【数22】

ここで、ベクトルeが

【数23】

のすべての行に加えられている。この行列は、要件２および要件３を満たす。D_L^-1の最初の行要素はみな1になる。

【0050】

以下では、DRCについての詳細な要求について説明する。

【0051】

第一に、空間領域において値g₁をもつL_L個の同一の利得が適用されるというのは、利得g₁をHOA係数に適用することに等しい：

【数24】

これは、D_L^-1D_L＝Iという要件につながる。これは、L＝(N＋1)²ということと、D_L^-1が存在する必要がある（自明）ということを意味する。

【0052】

第二に、空間領域で和信号を解析することは、零次HOA成分を解析することに等しい。DRC解析器は信号のエネルギーおよびその振幅を使う。こうして、和信号は振幅およびエネルギーに関係する。

【0053】

HOAの信号モデル

【数25】

は、S個の方向性信号の行列である。

【0054】

【数26】

は、方向Ω₁,…,Ω_Sに関係したN3Dモード行列である。モード・ベクトル

【数27】

は、球面調和関数から集められる。N3D記法では、零次成分Y₀⁰(Ω_S)＝1は方向と独立である。

【0055】

零次成分HOA信号は、和信号の正しい振幅を反映するために、方向性信号の和になる必要がある。

【0056】

【数28】

1_Sは、値1をもつS個の要素から集められたベクトルである。

【0057】

このミックスでは、

【数29】

なので、方向性信号のエネルギーは保存される。諸信号X_Sが相関していない場合には、これは

【数30】

と単純化される。

【0058】

空間領域における振幅の和は、HOAパン行列M_L＝D_LΨ_eを用いて、

【数31】

によって与えられる。

【0059】

これは、

【数32】

については、

【数33】

となる。この要件は、VBAPのようなパンにおいて時に使われる振幅和の要求に比較されることができる。経験的に、D_L＝Ψ_e^-1である非常に対称的な球面スピーカー・セットアップについてはよい近似で達成できることが見られる。その場合、

【数34】

となるからである。すると、振幅要件は必要な精度内で達成できる。

【0060】

これは、和信号についてのエネルギー要件が満たされることができることをも保証する。空間領域におけるエネルギー和は

【数35】

によって与えられ、これはよい近似で

【数36】

となり、理想的な対称的なスピーカー・セットアップの存在が要求される。

【0061】

これは、

【数37】

という要求につながり、加えて、信号モデルから、再エンコードされた零次信号が振幅およびエネルギーを維持するためには、D_L^-1の最上行は[1,1,1,1,…]（すなわち、「1」の要素をもつ長さLのベクトル）である必要があると結論できる。

【0062】

第三に、エネルギー保存は必須要件である。信号

【数38】

のエネルギーは、HOAへの変換および信号の方向Ω_Sとは独立なラウドスピーカーへの空間的レンダリング後に保存されているべきである。これは、

【数39】

につながる。これは、D_Lを回転行列および対角利得行列から、D_L＝UV^Tdiag(a)（方向（Ω_S）への依存性は明確のため除去した）とモデル化することによって達成できる：

【数40】

球面調和関数については、

【数41】

であり、

【数42】

に関係するすべての利得a_o²は上式を満たす。すべての利得が等しいように選択されれば、これはa_o²＝(N＋1)-²につながる。

【0063】

要件VV^T＝1は、L≧(N＋1)²について達成でき、L＜(N＋1)²については近似されることができるのみである。

【0064】

例として、理想的な球面上の位置をもつ場合（HOA次数N＝1ないしN＝3）について以下で述べる（表１〜３）。さらなるHOA次数（N＝4ないしN＝6）についての理想的な球面位置は最後に述べる（表４〜６）。下記の位置はすべて非特許文献１において公開された修正された位置から導かれる。これらの位置および関係した求積（quadrature）／高次求積（cubature）利得は非特許文献２において公開された。これらの表において、方位角は、聴取位置に関係した正面方向から反時計回りに測られ、傾斜角は聴取位置の上を傾斜0としてz軸から測られる。

【0065】

【表1】

表１：ａ）HOA次数N＝1についての仮想ラウドスピーカーの球面位置、ｂ）空間変換（DSHT）についての結果として得られるレンダリング行列。

【0066】

【表2】

表２：ａ）HOA次数N＝2についての仮想ラウドスピーカーの球面位置、ｂ）空間変換（DSHT）についての結果として得られるレンダリング行列。

【0067】

【表3】

表３：ａ）HOA次数N＝2についての仮想ラウドスピーカーの球面位置、ｂ）空間変換（DSHT）についての結果として得られるレンダリング行列。

【0068】

数値求積法（numerical quadrature）という用語はしばしば求積（quadrature）と省略され、特に一次元積分に適用されるときの数値積分と全く同義である。二次元以上の数値積分は本稿では高次求積（cubature）と呼ばれる。

【0069】

DRC利得をHOA信号に適用する典型的な応用シナリオが、上記で述べた図５に示されている。たとえばHOAおよびオーディオ・オブジェクトのような混合コンテンツ用途については、DRC利得適用は、柔軟なレンダリングのために少なくとも二つの仕方で実現できる。

【0070】

図６は、デコーダ側でのダイナミックレンジ圧縮（DRC）処理を例示的に示している。図６のａ）では、DRCはレンダリングおよび混合前に適用される。図６のｂ）では、DRCはラウドスピーカー信号に適用される、すなわちレンダリングおよび混合後に適用される。

【0071】

図６のａ）では、DRC利得はオーディオ・オブジェクトおよびHOAに別個に適用される。DRC利得はオーディオ・オブジェクトDRCブロック６１０においてオーディオ・オブジェクトに適用され、DRC利得はHOA DRCブロック６１５においてHOAに適用される。ここで、ブロックHOA DRCブロック６１５の実現は、図５のものの一つに一致する。図６のｂ）では、単一の利得が、レンダリングされたHOAおよびレンダリングされたオーディオ・オブジェクト信号の混合信号のすべてのチャネルに適用される。ここでは、空間的な強調および減衰は可能ではない。関係したDRC利得は、消費者サイトのスピーカー・レイアウトがブロードキャストまたはコンテンツ制作サイトにおける生成の時点では知られていないので、レンダリングされた混合の和信号を解析することによって生成されることはできない。DRC利得は、

【数43】

を解析して導出することができる。ここで、y_mは零次HOA信号b_wとS個のオーディオ・オブジェクトx_sのモノ・ダウンミックスとの混合である。

【0072】

【数44】

以下では、開示される解決策のさらなる詳細について述べる。

【0073】

HOAコンテンツについてのDRC
DRCはレンダリング前にHOA信号に適用されるか、あるいはレンダリングと組み合わされてもよい。HOAについてのDRCは時間領域またはQMFフィルタバンク領域で適用できる。

【0074】

時間領域でのDRCのためには、DRCデコーダは、HOA信号cのHOA係数チャネルの数に応じて(N＋1)²個の利得値

【数45】

を与える。

【0075】

DRC利得は

【数46】

に従ってHOA信号に適用される。ここで、cはHOA係数の一つの時間サンプルのベクトル

【数47】

であり、

【数48】

およびその逆D_L^-1はDRC目的のために最適化された離散球面調和関数変換（DSHT）に関係した行列である。

【0076】

ある実施形態では、サンプル当たり(N＋1)⁴回の演算だけ計算負荷を減らすために、レンダリング段階を含めて、ラウドスピーカー信号を

【数49】

によって直接計算することが有利でありうる。ここで、Dはレンダリング行列であり、(DD_L^-1)は事前計算できる。

【0077】

単純化モードのようにすべての利得g₁,…,g_(N+1)2が同じ値g_drcをもつ場合、単一の利得群が符号化器DRC利得を伝送するために使われた。この場合は、DRCデコーダによってフラグ付けされることができる。この場合、空間的フィルタにおける計算は必要とされないので、計算は

【数50】

に単純化される。

【0078】

上記は、DRC利得値をどのように得て、適用するかを記述している。以下では、DRCについてのDSHT行列の計算について述べる。

【0079】

以下では、D_LはD_DSHTと名称変更される。空間的フィルタD_DSHTおよびその逆D_DSHT^-1を決定するための行列は次のように計算される。

【0080】

表１〜表４からのHOA次数Nによってインデックス付けされて、球面位置の集合

【数51】

および関係した求積（高次求積）利得

【数52】

が選択される。これらの位置に関係したモード行列Ψ_DSHTは上記のように計算される。すなわち、モード行列Ψ_DSHTは

【数53】

のようにモード・ベクトルを含む。ここで、各φ(Ω_l)が、あらかじめ定義された方向Ω_l＝[θ_l,φ_l]^Tの球面調和関数を含むモード・ベクトルである。あらかじめ定義された方向は、表１〜６のようにHOA次数Nに依存する（例としては1≦N≦6）。第一のプロトタイプ行列は

【数54】

（その後の規格化のため、(N＋1)²による除算はスキップできる）によって計算される。コンパクトな特異値分解が実行され

【数55】

新たなプロトタイプ行列が

【数56】

によって計算される。この行列は

【数57】

によって規格化される。行ベクトルeは

【数58】

によって計算される。ここで、[1,0,0,…,0]は、最初の要素が値1をもつほかはすべて0の(N＋1)²個の要素の行ベクトルである。

【0081】

【数59】

は

【数60】

の行の和を表わす。最適化されたDSHT行列D_DSHTは今、

【数61】

によって導出される。eの代わりに−eを使えば、本発明はやや悪くなるがそれでも使用可能な結果を与えることが見出されている。

【0082】

QMFフィルタバンク領域におけるDRCについては、次が当てはまる。

【0083】

DRCデコーダは、(N＋1)²個の空間的チャネルについてすべての時間周波数タイルn,mについて利得値g_ch(n,m)を与える。時間スロットnおよび周波数帯域mについての利得は

【数62】

に配置される。

【0084】

QMFフィルタバンク領域ではマルチバンドDRCが適用される。処理段階は図７に示されている。再構成されたHOA信号は、（逆DSHT）：W_DSHT＝D_DSHTCによって空間領域に変換される。ここで、

【数63】

はτ個のHOAサンプルのブロックであり、

【数64】

はQMFフィルタ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。次いで、QMF分解フィルタバンクが適用される。

【0085】

【数65】

が時間周波数タイル(n,m)毎の空間的チャネルのベクトルを表わすとする。すると、DRC利得が適用される：

【数66】

計算上の複雑さを最小にするため、DSHTおよびラウドスピーカー・チャネルへのレンダリングが組み合わされる：

【数67】

ここで、DはHOAレンダリング行列を表わす。すると、QMF信号は、さらなる処理のためにミキサーに入力されることができる。

【0086】

図７は、レンダリング段階と組み合わされたQMF領域におけるHOAのためのDRCを示している。DRCについての単一の利得群のみが使用された場合には、このことはDRCデコーダによってフラグ付けされるべきである。やはり計算上の単純化が可能になるからである。この場合、ベクトルg(n,m)における利得はみな同じ値g_DRC(n,m)を共有する。QMFフィルタバンクはHOA信号に直接適用されることができ、利得g_DRC(n,m)はフィルタバンク領域において乗算されることができる。

【0087】

図８は、レンダリング段階と組み合わされた、QMF領域（直交ミラー・フィルタ（Quadrature Mirror Filter）のフィルタ領域）におけるHOAについてのDRCであって、単一DRC利得群の単純な場合についての計算上の単純化をもつものを示している。

【0088】

上記に鑑みて明白になったように、ある実施形態では、本発明は、ダイナミックレンジ圧縮利得因子をHOA信号に適用する方法に関する。本方法は、HOA信号および一つまたは複数の利得因子を受領する段階と、前記HOA信号を空間領域に変換４０する段階であって、仮想ラウドスピーカーの球面位置および求積利得qから得られる変換行列を用いたiDSHTが使用され、変換されたHOA信号が得られる、段階と、前記利得因子を変換されたHOA信号と乗算する段階であって、ダイナミックレンジ圧縮された変換されたHOA信号が得られる、段階と、離散球面調和関数変換（DSHT）を使って、前記ダイナミックレンジ圧縮された変換されたHOA信号を係数領域であるもとのHOA領域に変換する段階であって、ダイナミックレンジ圧縮されたHOA信号が得られる、段階とを含む。

【0089】

さらに、前記変換行列は

【数68】

に従って計算され、

【数69】

は

【数70】

の規格化されたバージョンであり、U、Vは

【数71】

から得られ、Ψ_DSHTは仮想ラウドスピーカーの使用された球面位置に関係する球面調和関数の転置されたモード行列であり、e^Tは

【数72】

の転置されたバージョンである。

【0090】

さらに、ある実施形態では、本発明は、DRC利得因子をHOA信号に適用する装置に関する。本装置は、HOA信号および一つまたは複数の利得因子を受領する段階と、前記HOA信号を空間領域に変換４０する段階であって、仮想ラウドスピーカーの球面位置および求積利得qから得られる変換行列を用いたiDSHTが使用され、変換されたHOA信号が得られる、段階と、前記利得因子を変換されたHOA信号と乗算する段階であって、ダイナミックレンジ圧縮された変換されたHOA信号が得られる、段階と、離散球面調和関数変換（DSHT）を使って、前記ダイナミックレンジ圧縮された変換されたHOA信号を係数領域であるもとのHOA領域に変換する段階であって、ダイナミックレンジ圧縮されたHOA信号が得られる、段階とを実行するよう適応されたプロセッサまたは一つまたは複数の処理要素を有する。
さらに、前記変換行列は

【数73】

に従って計算され、

【数74】

は

【数75】

の規格化されたバージョンであり、U、Vは

【数76】

から得られ、Ψ_DSHTは仮想ラウドスピーカーの使用された球面位置に関係する球面調和関数の転置されたモード行列であり、e^Tは

【数77】

の転置されたバージョンである。

【0091】

さらに、ある実施形態では、本発明は、コンピュータ上で実行されたときに、前記コンピュータに、ダイナミックレンジ圧縮利得因子を高次アンビソニックス（HOA）信号に適用する方法を実行させるコンピュータ実行可能な命令を有するコンピュータ可読記憶媒体に関する。前記方法は、HOA信号および一つまたは複数の利得因子を受領する段階と、前記HOA信号を空間領域に変換４０する段階であって、仮想ラウドスピーカーの球面位置および求積利得qから得られる変換行列を用いたiDSHTが使用され、変換されたHOA信号が得られる、段階と、前記利得因子を変換されたHOA信号と乗算する段階であって、ダイナミックレンジ圧縮された変換されたHOA信号が得られる、段階と、離散球面調和関数変換（DSHT）を使って、前記ダイナミックレンジ圧縮された変換されたHOA信号を係数領域であるもとのHOA領域に変換する段階であって、ダイナミックレンジ圧縮されたHOA信号が得られる、段階とを含む。
さらに、前記変換行列は

【数78】

に従って計算され、

【数79】

は

【数80】

の規格化されたバージョンであり、U、Vは

【数81】

から得られ、Ψ_DSHTは仮想ラウドスピーカーの使用された球面位置に関係する球面調和関数の転置されたモード行列であり、e^Tは

【数82】

の転置されたバージョンである。

【0092】

さらに、ある実施形態では、本発明は、HOA信号に対してDRCを実行する方法に関する。本方法は、単純化モードまたは非単純化モードのいずれかであるモードを設定または決定する段階と、非単純化モードにおいて、逆DSHTを使ってHOA信号を空間領域に変換する段階と、非単純化モードにおいては、変換されたHOA信号を解析し、単純化モードにおいては、前記HOA信号を解析する段階と、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一つまたは複数の利得因子を得る段階であって、単純化モードにおいては一つだけの利得因子が得られ、非単純化モードにおいては二つ以上の異なる利得因子が得られる、段階と、単純化モードにおいては、得られた利得因子を前記HOA信号と乗算し、利得圧縮されたHOA信号が得られ、非単純化モードにおいては、得られた利得因子を前記変換されたHOA信号と乗算し、利得圧縮された変換されたHOA信号が得られ、前記利得圧縮された変換されたHOA信号をもとのHOA領域に変換して、利得圧縮されたHOA信号が得られる、段階とを含む。

【0093】

ある実施形態では、本方法はさらに、単純化モードまたは非単純化モードのどちらかを示す指標を受領する段階と、前記指標が非単純化モードを示す場合には非単純化モードを選択し、前記指標が単純化モードを示す場合には単純化モードを選択する段階とを含み、前記HOA信号を空間領域に変換する段階および前記ダイナミックレンジ圧縮された変換されたHOA信号をもとのHOA領域に変換する段階は非単純化モードにおいてのみ実行され、単純化モードにおいては、前記HOA信号とただ一つの利得因子が乗算される。

【0094】

ある実施形態では、本方法はさらに、単純化モードにおいては、前記HOA信号を解析し、非単純化モードにおいては、変換されたHOA信号を解析する段階と、次いで、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一つまたは複数の利得因子を得る段階であって、非単純化モードにおいては二つ以上の異なる利得因子が得られ、単純化モードにおいては一つだけの利得因子が得られる、段階とを含み、単純化モードにおいては、得られた利得因子を前記HOA信号と前記乗算することによって利得圧縮されたHOA信号が得られ、非単純化モードにおいては、得られた二つ以上の利得因子を前記変換されたHOA信号と乗算することによって、前記利得圧縮された変換されたHOA信号が得られ、非単純化モードにおいて、前記HOA信号を空間領域に前記変換することは、逆DSHTを使う。

【0095】

ある実施形態では、前記HOA信号は周波数サブバンドに分割され、前記利得因子（単数または複数）は、各周波数サブバンドに対して別個に得られ、サブバンド毎の個々の利得を用いて適用される。ある実施形態では、前記HOA信号（または変換されたHOA信号）を解析し、一つまたは複数の利得因子を得て、得られた利得因子を前記HOA信号（または変換されたHOA信号）と乗算し、利得圧縮された変換されたHOA信号をもとのHOA領域に変換する段階は、各周波数サブバンドに別個に、サブバンド毎の個々の利得を用いて適用される。HOA信号を周波数サブバンドに分割することと、HOA信号を空間領域に変換することとの逐次順は入れ替えることができることおよび／または諸サブバンドを合成することと利得圧縮された変換されたHOA信号をもとのHOA領域に変換することとの逐次順は入れ替えることができることを注意しておく。これらの入れ替えは、互いに独立にできる。

【0096】

ある実施形態では、本方法はさらに、前記利得因子を乗算する段階の前に、前記変換されたHOA信号を前記得られた利得因子およびこれらの利得因子の数と一緒に伝送する段階を含む。

【0097】

ある実施形態では、前記変換行列は、モード行列Ψ_DSHTおよび対応する求積利得から計算され、モード行列Ψ_DSHTは

【数83】

に基づくモード・ベクトルを含み、各

【数84】

はあらかじめ定義された方向Ω_l＝[θ_l,φ_l]^Tの球面調和関数を含むモード・ベクトルである。あらかじめ定義された方向はHOA次数Nに依存する。

【0098】

ある実施形態では、HOA信号Bは空間領域に変換されて、変換されたHOA信号W_DSHTが得られ、変換されたHOA信号W_DSHTは利得値diag(g)を

【数85】

に従ってサンプルごとに乗算されており、本方法は、変換されたHOA信号を

【数86】

に従って異なる第二の空間領域に変換するさらなる段階を含み、ここで、＾Dは

【数87】

に従って初期化フェーズにおいて事前計算され、DはHOA信号を前記異なる第二の空間領域に変換するレンダリング行列である。

【0099】

ある実施形態では、NがHOA次数であり、τがDRCブロック・サイズであるとして、少なくとも(N＋1)²＜τである場合には、本方法はさらに、前記利得ベクトルを

【数88】

に従ってHOA領域に変換５３する段階であって、Gは利得行列であり、DLは前記DSHTを定義するDSHT行列である、段階と、前記HOA信号BのHOA係数に前記利得行列Gを

【数89】

に従って適用する段階であって、DRC圧縮されたHOA信号B_DRCが得られる、段階とを含む。

【0100】

ある実施形態では、Lが出力チャネルの数であり、τがDRCブロック・サイズであるとして、少なくともL＜τの場合には、本方法はさらに、前記利得行列Gを

【数90】

に従ってレンダラー行列Dに適用する段階であって、ダイナミックレンジ圧縮されたレンダラー行列＾Dが得られる、段階と、前記ダイナミックレンジ圧縮されたレンダラー行列を用いて前記HOA信号をレンダリングする段階とを含む。

【0101】

ある実施形態では、本発明は、HOA信号に対してDRC利得因子を適用する方法に関する。本方法は、HOA信号を、指標および一つまたは複数の利得因子と一緒に受領する段階であって、前記指標は単純化モードまたは非単純化モードのいずれかを示し、前記指標が単純化モードを示す場合には一つの利得因子のみが受領される、段階と、前記指標に従って単純化モードまたは非単純化モードのいずれかを選択する段階と、単純化モードでは前記利得因子を前記HOA信号と乗算し、ダイナミックレンジ圧縮されたHOA信号が得られ、非単純化モードでは、前記HOA信号を空間領域に変換し、変換されたHOA信号が得られ、前記利得因子を前記変換されたHOA信号と乗算し、ダイナミックレンジ圧縮された変換されたHOA信号が得られ、前記ダイナミックレンジ圧縮された変換されたHOA信号をもとのHOA領域に変換し、ダイナミックレンジ圧縮されたHOA信号が得られる、段階とを含む。

【0102】

さらに、ある実施形態では、本発明は、HOA信号に対してDRCを実行する装置に関する。本装置は、単純化モードまたは非単純化モードのいずれかであるモードを設定または決定する段階と、非単純化モードにおいて、逆DSHTを使ってHOA信号を空間領域に変換する段階と、非単純化モードにおいては、変換されたHOA信号を解析し、単純化モードにおいては、前記HOA信号を解析する段階と、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一つまたは複数の利得因子を得る段階であって、単純化モードにおいては一つだけの利得因子が得られ、非単純化モードにおいては二つ以上の異なる利得因子が得られる、段階と、単純化モードにおいては、得られた利得因子を前記HOA信号と乗算し、利得圧縮されたHOA信号が得られ、非単純化モードにおいては、得られた利得因子を前記変換されたHOA信号と乗算し、利得圧縮された変換されたHOA信号が得られ、前記利得圧縮された変換されたHOA信号をもとのHOA領域に変換して、利得圧縮されたHOA信号が得られる、段階とを実行するよう適応されたプロセッサまたは一つまたは複数の処理要素を有する。

【0103】

非単純化モードのみのためのある実施形態では、HOA信号に対してDRCを実行する装置は、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一つまたは複数の利得因子を得て、得られた利得因子を前記変換されたHOA信号と乗算し、利得圧縮された変換されたHOA信号が得られ、前記利得圧縮された変換されたHOA信号をもとのHOA領域に変換して、利得圧縮されたHOA信号が得られる、段階を実行するよう適応されたプロセッサまたは一つまたは複数の処理要素を有する。ある実施形態では、本装置はさらに、得られた利得因子（単数または複数）を乗算する前に、前記HOA信号を得られた利得因子（単数または複数）と一緒に送信するための送信ユニットを有する。

【0104】

さらに、ある実施形態では、本発明は、HOA信号に対してDRC利得因子を適用する装置に関する。本装置は、HOA信号を、指標および一つまたは複数の利得因子と一緒に受領する段階であって、前記指標は単純化モードまたは非単純化モードのいずれかを示し、前記指標が単純化モードを示す場合には一つの利得因子のみが受領される、段階と、前記指標に従って単純化モードまたは非単純化モードのいずれかを選択する段階と、単純化モードでは前記利得因子を前記HOA信号と乗算し、ダイナミックレンジ圧縮されたHOA信号が得られ、非単純化モードでは、前記HOA信号を空間領域に変換し、変換されたHOA信号が得られ、前記利得因子を前記変換されたHOA信号と乗算し、ダイナミックレンジ圧縮された変換されたHOA信号が得られ、前記ダイナミックレンジ圧縮された変換されたHOA信号をもとのHOA領域に変換し、ダイナミックレンジ圧縮されたHOA信号が得られる、段階とを実行するよう適応されたプロセッサまたは一つまたは複数の処理要素を有する。

【0105】

さらに、ある実施形態では、本装置はさらに、得られた利得因子を乗算する前に、前記HOA信号を得られた利得因子と一緒に送信するための送信ユニットを有する。ある実施形態では、HOA信号は周波数サブバンドに分割され、前記変換されたHOA信号を解析すること、利得因子を得ること、得られた利得因子を前記変換されたHOA信号と乗算することおよび前記利得圧縮された変換されたHOA信号をもとのHOA領域に変換することは、サブバンド毎の個々の利得を用いて、別個に各周波数サブバンドに適用される。

【0106】

DRC利得因子をHOA信号に適用する装置のある実施形態では、HOA信号は複数の周波数サブバンドに分割され、一つまたは複数の利得因子を得ること、得られた利得因子を前記HOA信号または前記変換されたHOA信号と乗算すること、非単純化モードにおいては利得圧縮された変換されたHOA信号をもとのHOA信号に変換することは、サブバンド毎の個々の利得を用いて、別個に各周波数サブバンドに適用される。

【0107】

さらに、非単純化モードのみが使用されるある実施形態では、本発明は、HOA信号にDRC利得因子を適用する装置に関する。本装置は、HOA信号にDRC利得因子を適用する装置に関する。本装置は、HOA信号を利得因子とともに受領する段階と、前記HOA信号を（iDSHTを使って）空間領域に変換する段階であって、変換されたHOA信号が得られる、段階と、前記利得因子を前記変換されたHOA信号と乗算する段階であって、ダイナミックレンジ圧縮された変換されたHOA信号が得られる、段階と、前記ダイナミックレンジ圧縮された変換されたHOA信号をもとのHOA領域（すなわち係数領域）に（DSHTを使って）変換する段階であって、ダイナミックレンジ圧縮されたHOA信号が得られる、段階とを実行するよう適応されたプロセッサまたは一つまたは複数の処理要素を有する。

【0108】

以下の表４〜表６は、N＝4,5または6での次数NのHOAについての仮想ラウドスピーカーの球面位置をリストしている。

【0109】

本発明の基本的な新規な特徴をその好ましい実施形態に適用した場合について図示し、説明し、指摘してきたが、本発明の精神から外れることなく、記載される装置および方法においてさまざまな省略、代替および変更が、開示されるデバイスの形および詳細ならびにその動作において、当業者によってなされてもよいことは理解されるであろう。実質的に同じ仕方で実質的に同じ機能を実行し、同じ結果を達成する要素のあらゆる組み合わせが本発明の範囲内であることはっきりと意図されている。ある記載された実施形態からの要素の、他の記載された実施形態への代用も完全に意図されており、考えられている。

【0110】

本発明は、純粋に例として記述されたのであり、本発明の範囲から外れることなく詳細の修正をなすことができることは理解されるであろう。本記述および（適切な場合には）請求項および図面において開示されている各特徴は、独立に、あるいは任意の適切な組み合わせにおいて提供されうる。特徴は、適宜、ハードウェア、ソフトウェアまたは両者の組み合わせにおいて実装されうる。

【0111】

【表4】

表４：HOA次数N＝4についての仮想ラウドスピーカーの球面位置。

【0112】

【表5】

表５：HOA次数N＝5についての仮想ラウドスピーカーの球面位置。

【0113】

【表6】

表６：HOA次数N＝6についての仮想ラウドスピーカーの球面位置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】