(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】
(24)【登録日】2024-11-12
(45)【発行日】2024-11-20
(54)【発明の名称】ラウドネス測定装置及びプログラム
(51)【国際特許分類】
G10K 15/00 20060101AFI20241113BHJP
G10L 25/21 20130101ALI20241113BHJP
【ＦＩ】
G10K15/00 L
G10L25/21
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2021012333
(22)【出願日】2021-01-28
(65)【公開番号】P2021124727
(43)【公開日】2021-08-30
【審査請求日】2023-12-28
(31)【優先権主張番号】P 2020015269
(32)【優先日】2020-01-31
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000004352
【氏名又は名称】日本放送協会
(74)【代理人】
【識別番号】100147485
【弁理士】
【氏名又は名称】杉村 憲司
(74)【代理人】
【識別番号】230118913
【弁護士】
【氏名又は名称】杉村 光嗣
(74)【代理人】
【識別番号】100161148
【弁理士】
【氏名又は名称】福尾 誠
(72)【発明者】
【氏名】西口 敏行
(72)【発明者】
【氏名】久保 弘樹
(72)【発明者】
【氏名】大出 訓史
【審査官】▲徳▼田 賢二
(56)【参考文献】
【文献】特表２０１９－５０１５６３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１６－５２２９１１（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ１０Ｋ １５／００
Ｇ１０Ｌ ２５／２１
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数チャンネルのオブジェクトベース音声信号のラウドネス値を測定するラウドネス測定装置であって、前記オブジェクトベース音声信号に関するメタデータを解析し、各チャンネルの再生位置を示す再生位置情報を取得するメタデータ解析部と、
前記オブジェクトベース音声信号に対して、聴感補正フィルタによりフィルタ処理を行うＫ特性フィルタ部と、
前記Ｋ特性フィルタ部によって処理された信号を二乗平均したパワー信号を生成する二乗平均部と、
前記再生位置情報に基づいて各チャンネルの重み係数を決定し、重み付けを行う重み付け部と、
前記重み付け部により重み付けされた各チャンネルの信号の合算値を算出する合算部と、
を備える、ラウドネス測定装置。
【請求項2】
前記メタデータ解析部は、各チャンネルのゲインを示すゲイン情報をさらに取得し、前記ゲイン情報に従い、前記オブジェクトベース音声信号にゲインを乗じるゲイン処理部をさらに備え、
前記Ｋ特性フィルタ部は、前記ゲイン処理部による処理後のオブジェクトベース音声信号に対してフィルタ処理を行う、請求項１に記載のラウドネス測定装置。
【請求項3】
前記メタデータ解析部は、前記オブジェクトベース音声信号のマトリクス演算に用いる係数を示すマトリクス情報をさらに取得し、前記マトリクス情報に従い、前記オブジェクトベース音声信号に対して前記係数を用いてマトリクス演算を行うマトリクス処理部をさらに備え、
前記Ｋ特性フィルタ部は、前記マトリクス処理部による処理後のオブジェクトベース音声信号に対してフィルタ処理を行う、請求項１に記載のラウドネス測定装置。
【請求項4】
前記メタデータ解析部は、前記オブジェクトベース音声信号のマトリクス演算に用いる係数を示すマトリクス情報、及び各チャンネルのゲインを示すゲイン情報をさらに取得し、前記マトリクス情報及び前記ゲイン情報に従い、前記オブジェクトベース音声信号に対してマトリクス演算及びゲイン乗算を行うマトリクス・ゲイン処理部をさらに備え、
前記Ｋ特性フィルタ部は、前記マトリクス・ゲイン処理部による処理後のオブジェクトベース音声信号に対してフィルタ処理を行う、請求項１に記載のラウドネス測定装置。
【請求項5】
複数チャンネルのオブジェクトベース音声信号のラウドネス値を測定するラウドネス測定装置であって、前記オブジェクトベース音声信号に関するメタデータの記述に基づいて前記オブジェクトベース音声信号に対してレンダリング処理を行うとともに、各チャンネルの再生位置を示す再生位置情報を取得するレンダリング処理部と、
前記レンダリング処理部による処理後のオブジェクトベース音声信号に対して、聴感補正フィルタによりフィルタ処理を行うＫ特性フィルタ部と、
前記Ｋ特性フィルタ部によって処理された信号を二乗平均したパワー信号を生成する二乗平均部と、
前記再生位置情報に基づいて各チャンネルの重み係数を決定し、重み付けを行う重み付け部と、
前記重み付け部により重み付けされた各チャンネルの信号の合算値を算出する合算部と、
を備える、ラウドネス測定装置。
【請求項6】
コンピュータを、請求項１から５のいずれか一項に記載のラウドネス測定装置として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
オブジェクトベース方式の音声信号のラウドネス値を測定できるラウドネス測定装置及びプログラムを提供する。
【背景技術】
【0002】
放送コンテンツ等に含まれる音声信号レベルの測定方法として、人間の感覚に近い音の大きさを示すラウドネス値を測定する方法が標準化され、これに基づいてラウドネス測定装置（ラウドネスメータ）が実用化、運用されている（例えば、非特許文献１及び特許文献１参照）。
【0003】
従来の放送音声は、番組制作現場で音の素材をミキシングして、完成した番組の音を家庭に伝送している。各テレビ受信機は伝送された音声信号をそのまま再生しており、このような再生方式は、チャンネルベース方式（又はチャンネルベース音響方式）と称される。例えば、非特許文献２には、チャンネルベース方式に対応したサウンドシステムが記載されている。
【0004】
また、近年では、番組制作現場からの音の素材（オブジェクト音）と、それらの構成や再生位置などの情報（メタデータ）を家庭へ伝送し、各テレビ受信機で目的に合わせて合成（レンダリング）することで、番組音声を完成させることが提案されている（例えば、非特許文献３参照）。このような再生方式は、オブジェクトベース方式（又はオブジェクトベース音響方式）と称される。
【0005】
オブジェクトベース方式におけるメタデータについては、例えば非特許文献４及び非特許文献５記載するように、国際電気通信連合（ＩＴＵ；International Telecommunication Union）で規格化されている。また、非特許文献６には、Ｓ－ＡＤＭ（Audio Definition Model）に基づくメタデータの形式について記載されており、非特許文献７には、マルチチャネルファイル及びメタデータを伝送可能なＢＷ６４（Broadcast Wave 64Bit）オーディオファイル形式の仕様について記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特開２０１５－１５８５４３号公報
【非特許文献】
【0007】
【文献】「デジタルテレビ放送番組におけるラウドネス運用規定」、ＡＲＩＢ ＴＲ－Ｂ３２、一般財団法人電波産業会、１．５版
【文献】“Advanced sound system for programme production”, Recommendation ITU-R BS.2051-2, 07/2018
【文献】久保弘樹、外１名、「オブジェクトベース音響を用いた次世代音声放送サービス」、日本音響学会講演論文集、２０１８年９月、1-1-1
【文献】“Audio Definition Model”, Recommendation ITU-R BS.2076-2, 10/2019
【文献】“Common definitions for the Audio Definition Model”, Recommendation ITU-R BS.2094-1, 06/2017
【文献】“A serial representation of the Audio Definition Model (S-ADM)”, Recommendation ITU-R BS.2125-0, 01/2019
【文献】“Long-form file format for the international exchange of audio programme materials with metadata”, Recommendation ITU-R BS.2088-1, 10/2019
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
従来のラウドネス測定装置は、非特許文献１に記載の規格に基づき、チャンネルベース方式の音声信号のラウドネス値を測定するものであり、オブジェクトベース方式の音声信号（オブジェクトベース音声信号）のラウドネス値を測定することはできなかった。オブジェクトベース音声信号は、メタデータに基づいて再生環境のスピーカ配置に合わせてレンダリング処理されるため、ラウドネス値を測定するには、メタデータに記述されている音声信号の再生位置情報に応じた所定の重み付けなどを行う必要がある。
【0009】
かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、オブジェクトベース方式の音声信号のラウドネス値を測定することが可能なラウドネス測定装置及びプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
一実施形態に係るラウドネス測定装置は、複数チャンネルのオブジェクトベース音声信号のラウドネス値を測定するラウドネス測定装置であって、前記オブジェクトベース音声信号に関するメタデータを解析し、各チャンネルの再生位置を示す再生位置情報を取得するメタデータ解析部と、前記オブジェクトベース音声信号に対して、聴感補正フィルタによりフィルタ処理を行うＫ特性フィルタ部と、前記Ｋ特性フィルタ部によって処理された信号を二乗平均したパワー信号を生成する二乗平均部と、前記再生位置情報に基づいて各チャンネルの重み係数を決定し、重み付けを行う重み付け部と、前記重み付け部により重み付けされた各チャンネルの信号の合算値を算出する合算部と、を備える。
【0011】
一実施形態において、前記メタデータ解析部は、各チャンネルのゲインを示すゲイン情報をさらに取得し、前記ゲイン情報に従い、前記オブジェクトベース音声信号にゲインを乗じるゲイン処理部をさらに備え、前記Ｋ特性フィルタ部は、前記ゲイン処理部による処理後のオブジェクトベース音声信号に対してフィルタ処理を行うようにしてもよい。
【0012】
一実施形態において、前記メタデータ解析部は、前記オブジェクトベース音声信号のマトリクス演算に用いる係数を示すマトリクス情報をさらに取得し、前記マトリクス情報に従い、前記オブジェクトベース音声信号に対して前記係数を用いてマトリクス演算を行うマトリクス処理部をさらに備え、前記Ｋ特性フィルタ部は、前記マトリクス処理部による処理後のオブジェクトベース音声信号に対してフィルタ処理を行うようにしてもよい。
【0013】
一実施形態において、前記メタデータ解析部は、前記オブジェクトベース音声信号のマトリクス演算に用いる係数を示すマトリクス情報、及び各チャンネルのゲインを示すゲイン情報をさらに取得し、前記マトリクス情報及び前記ゲイン情報に従い、前記オブジェクトベース音声信号に対してマトリクス演算及びゲイン乗算を行うマトリクス・ゲイン処理部をさらに備え、前記Ｋ特性フィルタ部は、前記マトリクス・ゲイン処理部による処理後のオブジェクトベース音声信号に対してフィルタ処理を行うようにしてもよい。
【0014】
また、一実施形態に係るラウドネス測定装置は、複数チャンネルのオブジェクトベース音声信号のラウドネス値を測定するラウドネス測定装置であって、前記オブジェクトベース音声信号に関するメタデータの記述に基づいて前記オブジェクトベース音声信号に対してレンダリング処理を行うとともに、各チャンネルの再生位置を示す再生位置情報を取得するレンダリング処理部と、前記レンダリング処理部による処理後のオブジェクトベース音声信号に対して、聴感補正フィルタによりフィルタ処理を行うＫ特性フィルタ部と、前記Ｋ特性フィルタ部によって処理された信号を二乗平均したパワー信号を生成する二乗平均部と、前記再生位置情報に基づいて各チャンネルの重み係数を決定し、重み付けを行う重み付け部と、前記重み付け部により重み付けされた各チャンネルの信号の合算値を算出する合算部と、を備える。
【0015】
また、一実施形態に係るプログラムは、コンピュータを、上記ラウドネス測定装置として機能させる。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、オブジェクトベース方式の音声信号のラウドネス値を測定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】第１の実施形態に係るラウドネス測定装置の構成例を示すブロック図である。
【図2A】再生位置情報に関して記載されたメタデータの一例を示す図である。
【図2B】再生位置情報に関して記載されたメタデータの一例を示す図である。
【図2C】再生位置情報の記載が省略されたメタデータの一例を示す図である。
【図3】非特許文献６のA2.3 Example of S-ADM XML derived from ADM XML.に記載されたメタデータの一例を示す図である。
【図4】メタデータの一例を示す図である。
【図5】第２の実施形態に係るラウドネス測定装置の構成例を示すブロック図である。
【図6】ゲイン情報に関して記載されたメタデータの一例を示す図である。
【図7】第３の実施形態に係るラウドネス測定装置の構成例を示すブロック図である。
【図8】マトリクス情報に関して記載されたメタデータの第１の例を示す図である。
【図9】マトリクス情報に関して記載されたメタデータの第２の例を示す図である。
【図10】第４の実施形態に係るラウドネス測定装置の構成例を示すブロック図である。
【図11A】第４の実施形態に係るラウドネス測定装置におけるマトリクス・ゲイン処理部の第１の構成例を示す図である。
【図11B】第４の実施形態に係るラウドネス測定装置におけるマトリクス・ゲイン処理部の第２の構成例を示す図である。
【図11C】第４の実施形態に係るラウドネス測定装置におけるマトリクス・ゲイン処理部の第３の構成例を示す図である。
【図12】第５の実施形態に係るラウドネス測定装置の構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。実施形態に係るラウドネス測定装置は、一例として非特許文献１に記載の規格に準じてラウドネス測定を行うものとする。また、入力されるオブジェクトベース音声信号に関するメタデータを、非特許文献４，５に記載のＡＤＭ（Audio Definition Model）に則った形式とし、ラウドネス測定装置は非特許文献６に規定されたＳ－ＡＤＭ形式のメタデータを含むデジタルオーディオ信号、又は、非特許文献７に規定されたファイル（ＢＷ６４、ＢＷＦ形式等）からメタデータを読み込むこととするが、これに限定されるものではない。また、メタデータが読み込まれなかった場合に使用する数値を事前に決めて、読み込むメタデータの代わりに測定に用いてもよい。事前に決めておく数値としては、非特許文献５に共通定義として規定されるスピーカ配置（audioPackFormat）やスピーカ位置（audioChannelFormart）、非特許文献４に省略した場合に使用する数値が決まっている開始時刻（start）や信号利得（gain）のほか、頻繁に使用するメタデータの組合せなどを独自に設定してもよい。
【0019】
（第１の実施形態）
第１の実施形態に係るラウドネス測定装置について、以下に説明する。図１は、第１の実施形態に係るラウドネス測定装置の構成例を示す図である。図１に示すラウドネス測定装置１は、Ｋ特性フィルタ部１１と、二乗平均部１２と、重み付け部１３と、メタデータ解析部１４と、合算部１５と、デシベルスケール変換部１６と、ゲーティング部１７と、を備える。ラウドネス測定装置１は、複数チャンネルのオブジェクトベース音声信号のラウドネス値を測定する。
第１の実施形態に係るラウドネス測定装置について、以下に説明する。図１は、第１の実施形態に係るラウドネス測定装置の構成例を示す図である。図１に示すラウドネス測定装置１は、Ｋ特性フィルタ部１１と、二乗平均部１２と、重み付け部１３と、メタデータ解析部１４と、合算部１５と、デシベルスケール変換部１６と、ゲーティング部１７と、を備える。ラウドネス測定装置１は、複数チャンネルのオブジェクトベース音声信号のラウドネス値を測定する。
【0020】
Ｋ特性フィルタ部１１は、入力されたオブジェクトベース音声信号ｘｋ（ｋ＝１～ｍ）に対して、勧告ＩＴＵ－Ｒ ＢＳ．１７７０で規定されている聴感補正フィルタによりフィルタ処理を行い、二乗平均部１２に出力する。Ｋ特性フィルタ部１１は、２つのプリフィルタで構成されている。１段目のフィルタは、頭部音響効果をシミュレーションしたフィルタである。２段目のフィルタは、ＲＬＢ特性（修正Ｂ特性）を有するハイパスフィルタである。Ｋ特性フィルタ部１１により、人の聴感特性に近い測定が可能となる。
【0021】
二乗平均部１２は、信号のパワーを求めるために、各チャンネルについてＫ特性フィルタによって処理された信号を二乗平均したパワー信号を生成し、パワー信号を重み付け部１３に出力する。
【0022】
メタデータ解析部１４は、オブジェクトベース音声信号に関するメタデータを入力し、デコードする。そして、メタデータ解析部１４は、メタデータを解析して、オブジェクトベース音声信号の各チャンネルの再生位置を示す方位角θｍ及び仰角φｍの情報（再生位置情報）を取得し、再生位置情報を重み付け部１３に出力する。
【0023】
メタデータ解析部１４の再生位置情報の取得方法について、以下に具体例を示す。図２は、再生位置情報に関して記載されたメタデータの一例を示す図である。なお、下線は説明のために付したものである。メタデータ解析部１４は、〈position coordinate="azimuth"〉30.0の記載から、方位角（azimuth）θ＝30.0°と判断する。また、メタデータ解析部１４は、〈position coordinate="elevation"〉0.0の記載から、仰角（elevation）φ＝0.0°と判断する。
【0024】
ところで、現在実用化されているモノ（mono）、ステレオ（stereo, 0+2+0）など大半のチャンネルベース方式のサウンドシステムについては、予め共通定義（一例として、非特許文献５）を定めることにより、記載するメタデータ量を削減することできる。したがって、メタデータ解析部１４は、再生位置情報などをメタデータとして入力する代わりに、予め保持する共通定義から取得してもよい。
【0025】
例えば、図２Ｂでは、〈position coordinate="azimuth"〉、〈position coordinate="elevation"〉の記載から、方位角（azimuth）θ＝0.0°、仰角（elevation）φ＝0.0°と判断できる。一方、<audioPackFormatIDRef>AP_00010001の記載と非特許文献５の共通定義を併せると、ＴＡＢＬＥ２の定義からaudioChannelIDがAC_00010003であり、ＴＡＢＬＥ１の定義から、AC_00010003は方位角（Azimuth）θ＝0.0°、仰角（Elevation）φ＝0.0°と対応するため、audioChannelFormatなどの要素を省略し、図２Ｃのようにメタデータを記載することが許されている。この場合、図２Ｃのメタデータの解析には、メタデータ解析部１４が、予め非特許文献５のＴＡＢＬＥ１、２に示すような共通定義を保持しておき、該共通定義から再生位置情報を取得する。
【0026】
音声信号が実際に記録されている音声チャンネルの番号（物理的なチャンネル番号）とメタデータに記載されている音声信号の順番（重み付けを適用するチャンネル番号）との対応は、Ｓ－ＡＤＭ入力の場合には〈audioTrackUIDRef〉と〈audioTrack trackID〉で対応付けられ（非特許文献６参照）、ファイル入力の場合には〈trackIndex〉で対応付けられる（非特許文献７参照）。
【0027】
図３は、非特許文献６のA2.3 Example of S-ADM XML derived from ADM XML.に記載されたメタデータの一例を示す図である。なお、下線は説明のために付したものである。例えば、非特許文献４に記載の図１のようにＩＤ関連のメタデータをたどると、図３に記載のＳ－ＡＤＭ入力のメタデータの例では、〈audioTrackUIDRef〉ATU_00000001に対応する〈audioTrack trackID＝“１”〉から、入力信号のチャンネル１が物理的なチャンネル番号であることが分かる。
【0028】
図４は、メタデータの一例を示す図である。なお、下線は説明のために付したものである。図４に記載のファイル入力のメタデータの例では、〈audioTrackUIDRef〉ATU_00000001に対応するのはAT_00031001_01であるから、物理的なチャンネル（トラック）１がメタデータ上での音声チャンネルAC_00031001の重み付けを適用するチャンネルであることが分かる。すなわち、メタデータ解析部１４は、図２の記載と、図３又は図４の記載とから、オブジェクトベース音声信号ｘ１の再生位置は、方位角θ１＝30.0°及び仰角φ１＝0.0°であると解析する。
【0029】
重み付け部１３は、メタデータ解析部１４から入力された再生位置情報に基づいて、方位角及び仰角に応じて各チャンネルの重み係数を決定する。例えば、重み付け部１３は、下記の表１に従って、重み係数を決定する。表１に従うと、上述したようにメタデータ解析部１４がオブジェクトベース音声信号ｘ１の再生位置を、方位角θ１＝30.0°及び仰角φ１＝0.0°と解析した場合には、重み付け部１３は、チャンネル１の重み係数を１．０と決定する。
【0030】
【表1】
【0031】
そして、重み付け部１３は、二乗平均部１２から入力されたパワー信号に対して、決定した重み係数を乗じて重み付けを行い、合算部１５に出力する。人が聴取する音は、到来方向（耳に対する音の入射角）によって、耳殻、頭部、肩などの影響が異なり、その結果、聴取する音量も変化することが知られており、重み付け部１３によりこの音量の変化を補正することができる。
【0032】
合算部１５は、重み付け部１３により重み付けされた各チャンネルの信号の合算値を算出し、デシベルスケール変換部１６に出力する。
【0033】
デシベルスケール変換部１６は、重み付け部１３から入力された合算値を、次式（１）によりデシベルスケールに変換してラウドネス値ＬＫを算出し、ゲーティング部１７に出力する。
【0034】
【数1】
【0035】
ゲーティング部１７は、デシベルスケール変換部１６から入力されたラウドネス値ＬＫに対して、ゲーティングブロック、オーバーラップ法、絶対ゲーティング、及び相対ゲーティングの４つの要素からなるゲーティング関数を適用して平均ラウドネス値を算出する。詳細については、非特許文献１を参照されたい。
【0036】
上述したように、ラウドネス測定装置１は、オブジェクトベース音声信号に関するメタデータを解析して再生位置情報を取得し、再生位置情報に基づいて重み付けを行う。そのため、ラウドネス測定装置１によれば、オブジェクトベース音声信号のラウドネス値を測定することが可能となる。また、ラウドネス測定装置１は、レンダリング処理を行わないため、信号処理コストを低くすることができ、さらに再生フォーマットによらず一意にラウドネス値を定めることが可能となる。
【0037】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係るラウドネス測定装置について説明する。図５は、第２の実施形態に係るラウドネス測定装置の構成例を示す図である。図５に示すラウドネス測定装置２は、Ｋ特性フィルタ部１１と、二乗平均部１２と、重み付け部１３と、メタデータ解析部１４と、合算部１５と、デシベルスケール変換部１６と、ゲーティング部１７と、ゲイン処理部１８と、を備える。本実施形態のラウドネス測定装置２は、第１の実施形態のラウドネス測定装置１と比較して、さらにゲイン処理部１８を備える点が相違する。
次に、第２の実施形態に係るラウドネス測定装置について説明する。図５は、第２の実施形態に係るラウドネス測定装置の構成例を示す図である。図５に示すラウドネス測定装置２は、Ｋ特性フィルタ部１１と、二乗平均部１２と、重み付け部１３と、メタデータ解析部１４と、合算部１５と、デシベルスケール変換部１６と、ゲーティング部１７と、ゲイン処理部１８と、を備える。本実施形態のラウドネス測定装置２は、第１の実施形態のラウドネス測定装置１と比較して、さらにゲイン処理部１８を備える点が相違する。
【0038】
メタデータ解析部１４は、オブジェクトベース音声信号に関するメタデータを解析してオブジェクトベース音声信号の各チャンネルのゲインを示すゲイン情報を取得し、ゲイン処理部１８に出力する。具定例については、非特許文献４のセクション１２を参照されたい。また、メタデータ解析部１４は、第１の実施形態と同様に再生位置情報を取得し、重み付け部１３に出力する。
【0039】
図６は、ゲイン情報に関して記載されたメタデータの一例を示す図である。なお、下線は説明のために付したものである。
【0040】
上述したように、各チャンネル番号とメタデータとの対応は、Ｓ－ＡＤＭ入力の場合には〈audioTrackUIDRef〉と〈audioTrack trackID〉で対応付けられ（非特許文献６参照）、ファイル入力の場合には〈trackIndex〉で対応づけられる（非特許文献７参照）。
【0041】
例えば、図３に示したメタデータの例では、〈audioTrackUIDRef〉がATU_00000001であり、図６を参照すると〈gain〉１．０であり、Ｓ－ＡＤＭのATU_00000001に対応するのは〈audioTrack trackID=“1”〉であるから、メタデータ解析部１４は、入力信号のチャンネル１（オブジェクトベース音声信号ｘ１）のゲインは１．０倍であると判断する。また、図４に示したメタデータの例では、ATU_00000001に対応するのはtrackIndex=1であるから、メタデータ解析部１４は、ファイルのチャンネル（トラック）１のゲインは１．０倍であると判断する。すなわち、メタデータ解析部１４は、図６の記載と、図３又は図４の記載とから、オブジェクトベース音声信号ｘ１のゲインは１．０倍であると解析する。
【0042】
ゲイン処理部１８は、メタデータ解析部１４から入力されたゲイン情報に従い、オブジェクトベース音声信号ｘｋ（ｋ＝１～ｍ）のそれぞれにゲインを乗じて信号ｙｋ（ｋ＝１～ｍ）を生成し、Ｋ特性フィルタ部１１に出力する。
【0043】
Ｋ特性フィルタ部１１は、ゲイン処理部１８によるゲイン乗算処理後のオブジェクトベース音声信号ｙｋ（ｋ＝１～ｍ）に対してフィルタ処理を行う。以降の処理は第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【0044】
上述したように、ラウドネス測定装置２は、オブジェクトベース音声信号に関するメタデータを解析してゲイン情報を取得し、ゲイン情報に基づいてゲインの乗算を行う。そのため、ラウドネス測定装置２によれば、ゲイン調整が行われる場合であっても、オブジェクトベース音声信号のラウドネス値を測定することが可能となる。また、ラウドネス測定装置２は、第1の実施形態と同様にレンダリング処理を行わないため、信号処理コストを低くすることができ、さらに再生フォーマットによらず一意にラウドネス値を定めることが可能となる。
【0045】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態に係るラウドネス測定装置について説明する。図７は、第３の実施形態に係るラウドネス測定装置の構成例を示す図である。図７に示すラウドネス測定装置３は、Ｋ特性フィルタ部１１と、二乗平均部１２と、重み付け部１３と、メタデータ解析部１４と、合算部１５と、デシベルスケール変換部１６と、ゲーティング部１７と、マトリクス処理部１９と、を備える。本実施形態のラウドネス測定装置３は、第１の実施形態のラウドネス測定装置１と比較して、さらにマトリクス処理部１９を備える点が相違する。
次に、第３の実施形態に係るラウドネス測定装置について説明する。図７は、第３の実施形態に係るラウドネス測定装置の構成例を示す図である。図７に示すラウドネス測定装置３は、Ｋ特性フィルタ部１１と、二乗平均部１２と、重み付け部１３と、メタデータ解析部１４と、合算部１５と、デシベルスケール変換部１６と、ゲーティング部１７と、マトリクス処理部１９と、を備える。本実施形態のラウドネス測定装置３は、第１の実施形態のラウドネス測定装置１と比較して、さらにマトリクス処理部１９を備える点が相違する。
【0046】
オブジェクトベース方式では、あるオブジェクト音を複数のチャンネルから所定のゲインで再生させることができる。例えば、５．１サラウンドや２２．２チャンネルなどマルチチャンネル音響方式のコンテンツにおいて、あるオブジェクト音の音像に幅をもたせたいとか、解説音声が他チャンネルの背景音で埋もれないよう、主となるチャンネルの近傍の複数チャンネルにも当該音声信号を分配するなどダイバージェンスと呼ばれる処理を行う際には、マトリクス処理が行われる。ラウドネス測定装置３は、マトリクス処理が行われる場合のラウドネス値の測定を可能とするものである。
【0047】
メタデータ解析部１４は、オブジェクトベース音声信号に関するメタデータを解析して、オブジェクトベース音声信号のマトリクス演算に用いる係数を示すマトリクス情報を取得し、マトリクス処理部１９に出力する。また、メタデータ解析部１４は、第１の実施形態と同様に再生位置情報を取得し、重み付け部１３に出力する。
【0048】
図８は、マトリクス情報に関して記載されたメタデータの第１の例を示す図である。なお、下線は説明のために付したものである。ここでは、３チャンネル目の入力信号ｘ３（AC_00010003）が、マトリクス処理により１チャンネル目の出力信号ｙ１（AC_00010001）と２チャンネル目の出力信号ｙ２（AC_00010002）にルーティングされる例を示している。メタデータ解析部１４は、図８の下線部の記載から、出力信号ｙ１及び出力信号ｙ２を得るための、入力信号ｘ３に対する係数が0.354813であると判断する。
【0049】
図９は、マトリクス情報に関して記載されたメタデータの第２の例を示す図である。なお、下線は説明のために付したものである。ここでは、１チャンネル目の入力信号ｘ１（AC_00010001）と２チャンネル目の入力信号ｘ２（AC_00010002）をまとめて３チャンネル目の出力信号ｙ３（AC_00010003）から出力する例を示している。メタデータ解析部１４は、図９の下線部の記載から、出力信号ｙ３を得るための、入力信号ｘ１及び入力信号ｘ２に対する係数が0.707106であると判断する。
【0050】
マトリクス処理部１９は、メタデータ解析部１４から入力されたマトリクス情報に従い、オブジェクトベース音声信号ｘｋ（ｋ＝１～ｍ）に対して係数を用いてマトリクス演算を行い、信号ｙｋ（ｋ＝１～ｐ）生成し、Ｋ特性フィルタ部１１に出力する。具体的には、上述した図８に示す例では、出力信号ｙ１の値を、入力信号ｘ３の値に0.354813を乗じた値とし、出力信号ｙ２の値を、入力信号ｘ３の値に0.354813を乗じた値とする。また、上述した図９に示す例では、出力信号ｙ３の値を、入力信号ｘ１の値に0.707106を乗じた値と、入力信号ｘ３の値に0.707106を乗じた値とを加算した値とする。
【0051】
Ｋ特性フィルタ部１１は、マトリクス処理部１９によるマトリクス演算処理後のオブジェクトベース音声信号ｙｋ（ｋ＝１～ｐ）に対してフィルタ処理を行う。以降の処理は第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【0052】
上述したように、ラウドネス測定装置３は、オブジェクトベース音声信号に関するメタデータを解析してマトリクス情報を取得し、マトリクス情報に基づいてマトリクス演算を行う。そのため、ラウドネス測定装置３によれば、ダイバージェンス処理やミックス処理が行われる場合であっても、オブジェクトベース音声信号のラウドネス値を測定することが可能となる。また、ラウドネス測定装置３は、第1の実施形態と同様にレンダリング処理を行わないため、信号処理コストを低くすることができ、さらに再生フォーマットによらず一意にラウドネス値を定めることが可能となる。
【0053】
（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態に係るラウドネス測定装置について説明する。図１０は、第４の実施形態に係るラウドネス測定装置の構成例を示す図である。図１０に示すラウドネス測定装置４は、Ｋ特性フィルタ部１１と、二乗平均部１２と、重み付け部１３と、メタデータ解析部１４と、合算部１５と、デシベルスケール変換部１６と、ゲーティング部１７と、マトリクス・ゲイン処理部２０と、を備える。本実施形態のラウドネス測定装置４は、第１の実施形態のラウドネス測定装置１と比較して、さらにマトリクス・ゲイン処理部２０を備える点が相違する。
次に、第４の実施形態に係るラウドネス測定装置について説明する。図１０は、第４の実施形態に係るラウドネス測定装置の構成例を示す図である。図１０に示すラウドネス測定装置４は、Ｋ特性フィルタ部１１と、二乗平均部１２と、重み付け部１３と、メタデータ解析部１４と、合算部１５と、デシベルスケール変換部１６と、ゲーティング部１７と、マトリクス・ゲイン処理部２０と、を備える。本実施形態のラウドネス測定装置４は、第１の実施形態のラウドネス測定装置１と比較して、さらにマトリクス・ゲイン処理部２０を備える点が相違する。
【0054】
本実施形態では、マトリクス・ゲイン処理部２０において、マトリクス処理に加えてゲイン処理を行う。そのため、メタデータ解析部１４は、オブジェクトベース音声信号に関するメタデータを解析して、第３の実施形態と同様にオブジェクトベース音声信号のマトリクス演算に用いる係数を示すマトリクス情報を取得し、マトリクス・ゲイン処理部２０に出力する。また、メタデータ解析部１４は、第２の実施形態と同様に各チャンネルのゲインを示すゲイン情報を取得し、マトリクス・ゲイン処理部２０に出力する。また、メタデータ解析部１４は、第１の実施形態と同様に再生位置情報を取得し、重み付け部１３に出力する。
【0055】
マトリクス・ゲイン処理部２０は、メタデータ解析部１４から入力されたマトリクス情報及びゲイン情報に従い、オブジェクトベース音声信号ｘｋ（ｋ＝１～ｍ）に対してマトリクス演算及びゲイン乗算を行い信号ｙｋ（ｋ＝１～ｐ）生成し、Ｋ特性フィルタ部１１に出力する。
【0056】
図１１は、マトリクス・ゲイン処理部２０の構成例を示す図である。図１１Ａに示す例では、マトリクス・ゲイン処理部２０は、マトリクス処理部２０１と、第１ゲイン処理部２０２とを備える。マトリクス処理部２０１は、メタデータ解析部１４から入力されたマトリクス情報に従い、入力信号ｘ１～ｘｍに対してマトリクス演算処理を行い、信号ｙ’１～ｙ’ｐを求め、第１ゲイン処理部２０２に出力する。第１ゲイン処理部２０２は、メタデータ解析部１４から入力されたゲイン情報に従い、信号ｙ’１～ｙ’ｐに対してゲイン処理を行い、出力信号ｙ１～ｙｐを求める。
【0057】
図１１Ｂに示す例では、マトリクス・ゲイン処理部２０は、第２ゲイン処理部２０３と、マトリクス処理部２０１と、を備える。第２ゲイン処理部２０３は、メタデータ解析部１４から入力されたゲイン情報に従い、入力信号ｘ１～ｘｍに対してゲイン処理を行い、出力信号ｙ’１～ｙ’ｍを求め、マトリクス処理部２０１に出力する。マトリクス処理部２０１は、メタデータ解析部１４から入力されたマトリクス情報に従い、信号ｙ’１～ｙ’ｍに対してマトリクス演算処理を行い、出力信号ｙ１～ｙｐを求める。
【0058】
図１１Ｃに示す例では、マトリクス・ゲイン処理部２０は、第２ゲイン処理部２０３と、マトリクス処理部２０１と、第１ゲイン処理部２０２と、を備える。第２ゲイン処理部２０３は、メタデータ解析部１４から入力されたゲイン情報に従い、入力信号ｘ１～ｘｍに対してゲイン処理を行い、出力信号ｙ’１～ｙ’ｍを求め、マトリクス処理部２０１に出力する。マトリクス処理部２０１は、メタデータ解析部１４から入力されたマトリクス情報に従い、信号ｙ’１～ｙ’ｍに対してマトリクス演算処理を行い、信号ｙ”１～ｙ”ｐを求める。第１ゲイン処理部２０２は、メタデータ解析部１４から入力されたゲイン情報に従い、信号ｙ”１～ｙ”ｐに対してゲイン処理を行い、出力信号ｙ１～ｙｐを求める。
【0059】
Ｋ特性フィルタ部１１は、マトリクス・ゲイン処理部２０によるマトリクス演算及びゲイン乗算の処理後のオブジェクトベース音声信号ｙｋ（ｋ＝１～ｐ）に対してフィルタ処理を行う。以降の処理は第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【0060】
上述したように、ラウドネス測定装置４は、オブジェクトベース音声信号に関するメタデータを解析してマトリクス情報及びゲイン情報を取得し、マトリクス情報及びゲイン情報に基づいてマトリクス演算及びゲイン乗算を行う。そのため、ラウドネス測定装置４によれば、ダイバージェンス処理やミックス処理に加えてゲイン調整が行われる場合であっても、オブジェクトベース音声信号のラウドネス値を測定することが可能となる。また、ラウドネス測定装置４は、第1の実施形態と同様にレンダリング処理を行わないため、信号処理コストを低くすることができ、さらに再生フォーマットによらず一意にラウドネス値を定めることが可能となる。
【0061】
（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態に係るラウドネス測定装置について説明する。図１２は、第５の実施形態に係るラウドネス測定装置の構成例を示す図である。図１２に示すラウドネス測定装置５は、Ｋ特性フィルタ部１１と、二乗平均部１２と、重み付け部１３と、合算部１５と、デシベルスケール変換部１６と、ゲーティング部１７と、レンダリング処理部２１と、を備える。本実施形態のラウドネス測定装置５は、第１の実施形態のラウドネス測定装置１と比較して、さらにレンダリング処理部２１を備え、メタデータ解析部１４がレンダリング処理部２１に含まれる点が相違する。
次に、第５の実施形態に係るラウドネス測定装置について説明する。図１２は、第５の実施形態に係るラウドネス測定装置の構成例を示す図である。図１２に示すラウドネス測定装置５は、Ｋ特性フィルタ部１１と、二乗平均部１２と、重み付け部１３と、合算部１５と、デシベルスケール変換部１６と、ゲーティング部１７と、レンダリング処理部２１と、を備える。本実施形態のラウドネス測定装置５は、第１の実施形態のラウドネス測定装置１と比較して、さらにレンダリング処理部２１を備え、メタデータ解析部１４がレンダリング処理部２１に含まれる点が相違する。
【0062】
レンダリング処理部２１は、メタデータ解析部１４を有する。メタデータ解析部１４は、オブジェクトベース音声信号に関するメタデータを解析して、第２の実施形態で説明したゲイン情報、第３の実施形態で説明したマトリクス情報の処理だけでなく、再生時のスピーカ配置に応じてオブジェクトベース音声信号をチャンネルベース方式の音声信号に変換する。レンダリング処理部２１は二乗平均部１２より前段に挿入されるため、音声信号を加算する際には位相情報も考慮される。レンダリング処理の詳細については、一例として下記文献を参照されたい。
“Audio Definition Model renderer for advanced sound systems”, Recommendation ITU-R BS. 2127-0, 06/2019
“Audio Definition Model renderer for advanced sound systems”, Recommendation ITU-R BS. 2127-0, 06/2019
【0063】
メタデータ解析部１４は、第１の実施形態と同様に再生位置情報を取得し、重み付け部１３に出力する。
【0064】
レンダリング処理部２１は、メタデータ解析部１４により取得したレンダリング情報に従い、オブジェクトベース音声信号ｘｋ（ｋ＝１～ｍ）に対してレンダリング処理を行い、チャンネルベース方式（５．１ｃｈ，７．１ｃｈなど）のｎチャンネルの音声信号ｙｋ（ｋ＝１～ｎ）に変換する。例えば、５．１ｃｈスピーカで再生する場合にはｎ＝５であり、７．１ｃｈスピーカで再生する場合にはｎ＝７である。
【0065】
Ｋ特性フィルタ部１１は、レンダリング処理部２１によるレンダリング処理後のオブジェクトベース音声信号ｙｋ（ｋ＝１～ｎ）に対してフィルタ処理を行う。以降の処理は第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【0066】
上述したように、ラウドネス測定装置５は、オブジェクトベース音声信号に関するメタデータを解析してオブジェクトベース音声信号に対してレンダリング処理を行った後に、ラウドネス値を測定する。そのため、ラウドネス測定装置５によれば、再生フォーマットごとにラウドネス値を測定することになるが、測定されるラウドネス値が実際の聴感とより一致するため、ラウドネス値をより高精度に測定することが可能となる。
【0067】
〈プログラム〉
上記の実施形態として機能させるためにプログラム命令を実行可能なコンピュータを用いることも可能である。コンピュータは、ラウドネス測定装置１～５の機能を実現する処理内容を記述したプログラムを該コンピュータの記憶部に格納しておき、該コンピュータのプロセッサによってこのプログラムを読み出して実行させることで実現することができ、これらの処理内容の少なくとも一部をハードウェアで実現することとしてもよい。ここで、コンピュータは、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、ワークステーション、ＰＣ（Personal Computer）、電子ノートパッドなどであってもよい。プログラム命令は、必要なタスクを実行するためのプログラムコード、コードセグメントなどであってもよい。プロセッサは、ＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＤＳＰ(Digital Signal Processor)、ＡＳＩＣ(Application Specific Integrated Circuit)などであってもよい。
上記の実施形態として機能させるためにプログラム命令を実行可能なコンピュータを用いることも可能である。コンピュータは、ラウドネス測定装置１～５の機能を実現する処理内容を記述したプログラムを該コンピュータの記憶部に格納しておき、該コンピュータのプロセッサによってこのプログラムを読み出して実行させることで実現することができ、これらの処理内容の少なくとも一部をハードウェアで実現することとしてもよい。ここで、コンピュータは、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、ワークステーション、ＰＣ（Personal Computer）、電子ノートパッドなどであってもよい。プログラム命令は、必要なタスクを実行するためのプログラムコード、コードセグメントなどであってもよい。プロセッサは、ＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＤＳＰ(Digital Signal Processor)、ＡＳＩＣ(Application Specific Integrated Circuit)などであってもよい。
【0068】
また、このプログラムは、コンピュータが読み取り可能な記録媒体に記録されていてもよい。このような記録媒体を用いれば、プログラムをコンピュータにインストールすることが可能である。ここで、プログラムが記録された記録媒体は、非一過性の記録媒体であってもよい。非一過性の記録媒体は、特に限定されるものではないが、例えば、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭなどの記録媒体であってもよい。また、このプログラムは、ネットワークを介したダウンロードによって提供することもできる。
【0069】
上述の実施形態は代表的な例として説明したが、本発明の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換ができることは当業者に明らかである。したがって、本発明は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。例えば、実施形態に記載の構成ブロックについて、複数を１つに組み合わせたり、１つを複数に分割したりすることが可能である。
【符号の説明】
【0070】
１，２，３，４，５ ラウドネス測定装置
１１ Ｋ特性フィルタ部
１２ 二乗平均部
１３ 重み付け部
１４ メタデータ解析部
１５ 合算部
１６ デシベルスケール変換部
１７ ゲーティング部
１８ ゲイン処理部
１９，２０１ マトリクス処理部
２０ マトリクス・ゲイン処理部
２１ レンダリング処理部
２０２ 第１ゲイン処理部
２０３ 第２ゲイン処理部
１１ Ｋ特性フィルタ部
１２ 二乗平均部
１３ 重み付け部
１４ メタデータ解析部
１５ 合算部
１６ デシベルスケール変換部
１７ ゲーティング部
１８ ゲイン処理部
１９，２０１ マトリクス処理部
２０ マトリクス・ゲイン処理部
２１ レンダリング処理部
２０２ 第１ゲイン処理部
２０３ 第２ゲイン処理部
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11A】
【図11B】
【図11C】
【図12】