JPH01238400A - モノフォニック信号のステレオフォニック信号化のための信号処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はモノフォニック信号をステレオフォニック信号
化するための信号処理方式に関する。

（従来の技術） 空間内に分布された多数の音源から放射された音響信号
をモノフォニック信号（以下、モノラル信号と記載され
ることもある）として円筒レコー・ドや円盤レコードを
用いて記録再生することは古くから実用化されており、
声楽家や演奏家によ−）で過去に演奏された音楽も、そ
れらが記録されているレコードを再生すれば現在の時点
でも聴取１［能である。

ところで、空間内に分布された多数の音源から放射され
た音響信号によって形成されている立体音場内で日常生
活を送っている我々は、通常、前記の多数の音源から放
射された音響信号を両耳における音のレベル差や位相差
などにより立体感のあるものとして聴取しているのに、
もともと立体音場を形成させる複数の音源から放射され
た音響信号がモノラル信号として記録されているレコー
ドから再生された音楽は聴感上で不自然なものであった
。

それで、聴取者に立体音感を与えることのできる立体再
生音場を形成させうるステレオフォニック信号（以下、
ステレオ信号と記載されることもある）を記録した円盤
レコード（ステレオ・レコード）についても、従来から
各種の立体音響記録再生方式によるものが従来から実用
化されていることは周知であり、また、ステレオ・レコ
ード以外にも、記録済磁気テープ、その他、光学式高密
度記録媒体円盤、静電容量値の変化検出型の高密度記録
媒体円盤などによってステレオ信号の記録再生を行った
り、ステレオ信号の送受（伝送）を行うようにすること
も従来から実用化されている。

そして、従来から最も一般的に実施されて来た立体音響
の記録再生（あるいは送受、伝送）方式における立体音
響の再生は、聴取者の前面に配置された２つの再生音源
から左、右の音響信号を放射させて空間内に立体再生音
場を形成させるようにしており、前記の左、右の音響信
号を発生させるのに使用される左チャンネル信号りと右
チャンネル信号Ｒとの記録再生（あるいは送受、伝送）
ＭＡ様としては、従来がら次の２つのものが代表的なも
のとして知られている。

その１つは１例えば４５−４５方式のステレオ・レコー
ドで実施されているように、左チャンネル信号りをレコ
ード音溝の左側壁面へ、また、右チャンネル信号Ｒをレ
コード音溝の右側壁面へ記録する、というように、左、
右チャンネル信号り。

Ｒに対して何等の演算も施すことなしに記録再生（ある
いは送受、伝送）を行うようにするものであり、また他
の１つは例えばＦＭ放送において実施されているように
、左、右のチャンネル信号り。

Ｒより、（左チャンネル信号り十右チャンネル信号Ｒ）
として示される和信号Ｗと、（左チャンネル信号り一右
チャンネル信号Ｒ）として示される差信号Ｓとを形成し
て前記の両信号を記録（伝送）し、また、前記した和信
号Ｗと差信号Ｓとに対して、左チャンネル信号Ｌ＝（和
信号Ｗ十差信号Ｓ）／２右チャンネル信号Ｒ＝（和信号
Ｗ−差信号ｓ）／２市記の諸式に従う演算を行って左、
右のチャンネル信号り、Ｒを復原し、左、右の音響信号
が再生されるようにする、という原理に基づいて記録再
生（または送受、伝送）を行うものであった。

（発明が解決しようとする問題点） さて、ステレオレコード、その他の立体音響情報のプロ
グラムソースによって提供される立体音響再生音場によ
る再生音楽の聴取が一般的になると、立体音響情報のプ
ログラムソースが普及する以前に広く使用されていたモ
ノラル信号によるレコード、その他のプログラムソース
がらの再生音が物足りなく感じられるようになり、その
ために、モノラル信号を記録している記録済記録媒体（
例えば、古いモノラル・レコード）がら再生したモノラ
ル信号をステレオ信号化し、それを用いて例えばステレ
オ・レコードが作られるようになったことも周知のとお
りである。

前記のようにモノラル信号をステレオ信号化する際に従
来適用されていた信号処理の方法としては、（１）モノ
ラル信号に種々のフィルタを適用してそれぞれの楽器の
音を分離し、それぞれの楽器の音像の定位を行う、（２
）モノラル信号に移相回路（オール・パスフィルタ）を
適用して再生音場に拡がり感を午える。（３）モノラル
信号に反響や残響を付加して立体音響的な拡がり感が感
じられるようにする。（４）モノラル信号に前記した（
１）〜（３）の手段を組合わせて適用する。などが代表
的なものとして知られており、前記のようにして作られ
たステレオ信号は「擬似ステレオ信号」と称されて、そ
の擬似ステレオ信号が記録された記録済記録媒体も市販
されているが、従来の（１）〜（４）の手段によってモ
ノラル信号をステレオ信号化した擬似ステレオ信号にお
いて、前記した（１）については楽器の定位が不自然、
かつ、不安定であり、場合によっては全く定位が無いこ
ともあるなどの定位不良の問題があり、また、前記した
（２）については再生された左右の音の位相が大きく異
って聴取者に疲労感を与えるという問題があり、さらに
、前記した（３）については擬似ステレオ信号における
和信号をモノラル信号として聴取した場合に、もとのモ
ノラル信号とは全く異なった音として再生されてしまう
という問題があり、さらにまた、前記した（４）につい
ては前記した（１）〜（３）における諸欠点が表われる
。

（問題点を解決するための手段） 本発明はデジタル信号処理技術を適用してモノフォニッ
ク信号をステレオフォニック信号化する信号処理方式で
あって、ステレオフォニック信号化の対象にされている
モノフォニック信号と同一の曲目の２チャンネル立体音
響信号の右チャンネル信号と左チャンネル信号とによっ
て形成される和信号と差信号とにおける差信号を和信号
で除して時変伝達関数を得るｆ−段と、ステレオフォニ
ック信号化の対象にされているモノフォニック信号　゛
に前記した時変伝達関数を適用して擬似差信号を得る手
段と、ステレオフォニック信号化の対象にされているモ
ノフォニック信号に対して前記した時変伝達関数を同期
させるように時変伝達関数の時間軸の整合を行う手段と
からなるモノフォニック信号のステレオフォニック信号
化のための信号処理方式を提供するものである。

（実施例） 以下、添付図面を参照して本発明のモノフォニック信号
のステレフオニツク信号化のための信号処理方式の具体
的な内容について詳細に説明するが、まず、本発明のモ
ノフォニック信号のステレフオニツク信号化のための信
号処理方式の構成原理について説明する。

既述もしたように、ＦＭステレオ放送のような立体音響
記録（伝送）方式では、左チャンネル信号りと右チャン
ネル信号Ｒとを（左チャンネル信号り十右チャンネル信
号Ｒ）として示される和信号Ｗ、すなわち、　Ｗ＝Ｌ＋
Ｒ・・・（１）と、（左チャンネル信号り一右チャンネ
ル信号Ｒ）として示される差信号Ｓ、すなわち、 ５＝Ｌ−Ｒ・・・（２） との２種類の信号として記録、伝送し、また、前記した
和信号Ｗ＝（Ｌ；＋Ｒ）と差信号５＝（Ｌ−Ｒ）とに次
の（３）、　（４）式のような演算を施すことにより、
左チャンネル信号りと右チャンネル信号Ｒとが復原でき
るようにされている。

Ｌ＝（和信号Ｗ十差信号Ｓ）／２　　・・・（３）Ｒ＝
（和信号Ｗ−差信号Ｓ）／２　　・・・（４）前記した
（１）式で示されている和信号Ｗは、モノラル信号と略
々同一内容の信号であり、この和信号Ｗがステレオ信号
をモノラル信号Ｍとして再生する際に使用できることは
周知のとおりであり。

また、前記した（２）式で示されている差信号Ｓは、モ
ノラル再生とステレオ再生とのコンパチビリティが得ら
れるような信号内容とされている前記した（１）式の和
信号Ｗとの間で行われる簡単なマトリックス計算によっ
て左、右のチャンネル信号り。

Ｒが容易に得られるような信号内容のものである。

さて、前記したモノラル信号Ｍやステレオ信号における
左右のチャンネル信号り、Ｒなどは、複数の発音体から
放射された音響信号を複数のマイクロホンによって音響
電気変換して得た電気信号を混合して作られるものであ
るが、ステレオ信号における左、右のチャンネル信号り
、Ｒと、ステレオ信号における左、右のチャンネル信号
り、Ｈの和信号Ｗと差信号Ｓとが前記した（３）、　（
４）式で示される関係にあり、また、モノラル信号Ｍが
ステレオ信号における左、右のチャンネル信号り。

Ｒの和信号Ｗと略々同じ信号であることがら、既述した
（１）式で示されているステレオ信号における左、右の
チャンネル信号り、Ｒの和信号Ｗを、Ｍ＝Ｌ＋Ｒ・・・
（５） 前記の（５）式のようにモノラル信号Ｍと置換えること
ができ、したがって、前記した（３）、　（４）式にお
ける和信号Ｗの代わりに前記の（５）式に示されるモノ
ラル信号Ｍを用いると、ステレオ信号における左、右の
チャンネル信号り、Ｒは、次の第（６）、（７）式で示
されるものになる。

Ｌ＝（モノラル信号Ｍ十差信号Ｓ）／２　・・・（６）
Ｒ＝（モノラル信号Ｍ−差信号Ｓ）／２　・・・（７）
しかしながら、モノラル信号Ｍがステレオ信号における
左、右のチャンネル信号り、Ｒの和信号Ｗと同じである
として、前記した（３）、　（４）式における和信号Ｗ
の代わりに前記の（５）式に示されるモノラル信号Ｍを
用いたしても、そのモノラル信号Ｍからは前記した（６
）、　（７）式における差信号Ｓ。

すなわち、前記したモノラル信号ＭｔＩ−構成している
ステレオ信号における左、右のチャンネル信号り、Ｒの
差の（ｉ号Ｓを得ることはできないから、単にモノラル
信号Ｍが与えられただけでは第（６）。

（７）式の関係によってステレオ信号における左。

右のチャンネル（８号り、Ｒを発生させることができな
いことは明らかである。

それで、モノラル信号Ｍに基づいてステレオ信号におけ
る左、右のチャンネル信号り、Ｒが得られるようにする
ため、すなわち、モノラル信号をステレオ信号化するた
めには、何等かの手段によって前記した（６）、　（７
）式における差信号Ｓの代わりに用いることができる擬
似差信号Ｇを発生させてそれを（８）、　（９）式のよ
うに用いることが必要とされるのである。

Ｌｓ＝（モノラル信号Ｍ十擬似差信号Ｇ）／２・・・（
８）Ｒｓ＝（モノラル信号Ｍ−擬似差信号Ｇ）／２・・
・（９）（８）、　（り）式においてＬｓ、Ｒｓは、そ
れぞれモノラル信号をステレオ信号化して得られる擬似
ステレオ信号における左チャンネル信号Ｌｓと右チャン
ネル信号Ｒｓとを示している。

さて、前記したステレオ信号における左チャンネル信号
りと右チャンネル信号Ｒ、ステレオ信号における左、右
チャンネル信号り、Ｈの和信号Ｗと差信号Ｓ、モノラル
信号Ｍ、擬似差信号Ｇ、モノラル信号をステレオ信号化
して得た擬似ステレオ信号における左チャンネル信号Ｌ
ｓ、モノラル信号をステレオ信号化して得た擬似ステレ
オ信号における右チャンネル信号Ｒｓなどを、それぞれ
周波数の関数として扱うと、前記の各信号はそれぞれ次
のように示されるものになる。

ステレオ信号におけるかチャンネル信号りは、Ｌ　（ｊ
ω） ステレオ信号における右チャンネル信号Ｒは、Ｒ（ｊω
） ステレオ信号における左、右チャンネル信号り。

Ｒの和信号Ｗは、　　Ｗ（ｊω） ステレオ信号における左、右チャンネル信号り。

Ｒの差信号Ｓは、　　Ｓ　（ｊω） モノラル信号Ｍは、　Ｍ（ｊω） 擬似差信号Ｇは、　　Ｇ　（ｊω） モノラル信号をステレオ信号化して得た擬似ステレオ信
号における左チャンネル信号Ｌｓは、Ｌｓ（ｊω） モノラル信号をステレオ信号化して得た擬似ステレオ信
号における右チャンネル信号Ｒｓは、Ｒｓ（ｊω） したがって、前記した（１）〜（９）式は、それぞれ次
の（ｌω）〜（９ω）式のように示されるものになる。

Ｗ（ｊω）＝Ｌ（ｊω）＋Ｒ（ｊω）　・・・（１ω）
Ｓ　（、ラ　ω）＝Ｌ（ｊ　　ω）−Ｒ（ｊ　　ω）　
　　　・・・（２ω）Ｌ　（、ｊω）＝（Ｗ（ｊω）＋
　Ｓ　（ｊω））／２　・・・（３ω）Ｒ（ｊω）＝（
Ｗ（ｊω）−８（ｊω））／２　・・・（４ω）Ｍ（ｊ
ω）＝Ｌ（ｊω）＋Ｒ（ｊω）　　　　・・・（５ω）
Ｌ　（、ｊω）＝（Ｍ（ｊω）＋　Ｓ　（ｊω））／２
　・・・（６ω）Ｒ（ｊω）＝（Ｍ（ｊω）−３（ｊω
））／２　・・・（７ω）Ｌｓ（ｊ　ω）＝（Ｍ（ｊ　
ω）十〇（ｊ　（、）））／２　　　＝・（３ω）Ｒｓ
（ｊ　ω）＝（Ｍ（ｊ　（、ｌ）　−〇（ｊ　ω））／
２　　−＝（９ω）（６）〜（９）式を参照して既述し
たことは、（６ω）〜（９ω）式についても同様であり
、モノラル信号Ｍ（ｊω）に基づいてステレオ信号にお
ける左、右のチャンネル信号Ｌ（ｊω）、Ｒ（ｊω）が
得られるようにするため、すなわち、モノラル信号をス
テレオ信号化するためには、何等かの手段によって前記
した（６ω）、（７ω）式における差信号Ｓ（ｊω）の
代わりに用いることができる擬似差信号Ｇ（ｊω）を発
生させてそれを（８ω）、（９ω）式のように用いるこ
とが必要とされるのであるが、前記した擬似擬似差信号
Ｇ（ｊω）をどのようにして発生させるかが問題である
。

本発明者はステレオ信号における左、右のチャンネル信
号Ｌ（ｊω）、Ｒ，（ｊω）の和信号Ｗ（ｊω）と差信
号Ｓ（ｊω）との関係として、前記した差信号Ｓ（ｊω
）を和信号Ｗ（ｊω）で除して得られる関数Ｆ（ｊω）
、すなわち、 Ｆ（ｊω）＝Ｓ（ｊω）／Ｗ（ｊω）・・・（１０ω）
を考え、前記の（１０ω）式で示されるような伝達関数
Ｆ（ｊω）を有するフィルタが実現できれば、この（１
０）式の関係を用いてステレオ信号における左。

右のチャンネル信号Ｌ（ｊω）　ｙ　Ｒ（ｊω）の差信
号Ｓ（ｊω）が、ステレオ信号における左、右のチャン
ネル信号Ｌ（ｊω）、Ｒ（、ｊω）の和信号Ｗ（ｊω）
と、前記したフィルタの伝達関数Ｆ（ｊω）とによって
、Ｓ（ｊω）＝Ｗ（ｊω）ｘＦ（ｊω）　・・・（１１
ω）前記の（１１ω）式のように求めることができるこ
とに着目した。

そして、（１）式と（５）式とを参照して既述したと同
様に、（１ω）に示されているステレオ信号における左
、右のチャンネル信号Ｌ（ｊωＬ　Ｒ（ｊω）の和信号
Ｗ（ｊω）、 Ｗ（ｊω）＝Ｌ（ｊω）＋Ｒ（ｊω）　・・・（１ω）
、と（５ω）式に示されているモノラル信号Ｍ（ｊω）
、Ｍ（ｊω）＝Ｌ（ｊω）＋Ｒ（ｊω）　　　・・・（
５ω）とが略々同一であることから、前記した（１１ω
）式中の和信号Ｗ（ｊω）の代わりにモノラル信号Ｍ（
ｊω）を用いて、必要な擬似差信号Ｇ（ｊω）を、Ｇ（
ｊω）＝Ｍ（ｊω）ＸＦ（ｊω）・・・（１２ω）前記
の（１２ω）式により求めることができるようにした点
が本発明のモノフォニック信号のステレオフォニック信
号化のための信号処理方式の基本的な構想の第１点であ
る。

モノフォニック信号をステレオフォニック信号化する際
に必要とされる擬似信号Ｇ（ｊω）が前記のように求め
られた場合には、前記した（８ω）。

（９ω）の関係、すなわち、 Ｌｓ（ｊ　ω）＝（Ｍ（ｊ　ω）＋Ｇ（ｊ　ω））／２
　　・＝（８ω）Ｒｓ（ｊ　ω）＝（Ｍ（ｊ　ω）−Ｇ
（ｊ　ω））／２　−（９ω）により、モノラル信号Ｍ
（ｊω）をステレオ信号化した擬似ステレオ信号におけ
る左信号Ｌ　ｓ　（ｊω）と右信号Ｒｓ（ｊω）とを発
生させることができる。

ところで、前記のように擬似信号Ｇ（ｊω）はＧ（ｊω
）＝Ｍ（ｊω）ＸＦ＜、ｊω）・・・（１２ω）式から
も明らかなように、モノラル信号Ｍ（ｊω）にフィルタ
の伝達関数Ｆ（ｊω）を重み付けることによって得られ
るものであるから、ステレオ信号化の対象にされている
モノラル信号Ｍ（ｊω）から必要な擬似差信号Ｇ（ｊω
）が得られるような伝達関数Ｆ（ｊω）を有するフィル
タが必要とされる。

そして、前記したフィルタの伝達関数Ｆ（ｊω）は（１
０ω）式に示されているように、ステレオ信号における
左、右のチャンネル信号Ｌ（ｊω）　ｔ　Ｒ（ｊω）の
差信号Ｓ（ｊω）を和信号Ｗ（、ｉω）で除して得た関
数Ｆ（ｊω）であるが、音楽信号における前記した差信
号Ｓ（ｊω）や和信号Ｗ（ｊω）などは、何れも時間の
経過に従って時々刻々内容が変化する所謂時変スペクト
ラムとなるから、前記した関数Ｆ（ｊω）も時間の経過
に従って時々刻々内容が変化する時変伝達関数となる。

そこで、今までは周波数の関数として記述して来た各種
の信号、すなわち、前記したステレオ信号における左チ
ャンネル信号Ｌ（ｊω）と右チャンネル信号Ｒ（ｊω）
、ステレオ信号における左、右チャンネル信号り、Ｈの
和信号Ｗ（ｊω）と差信号Ｓ（ｊω）、モノラル信号Ｍ
（ｊω）、擬似差信号Ｇ（ｊω）、モノラル信号をステ
レオ信号化して得た擬似ステレオ信号における左チャン
ネル信号Ｌｓ（ｊω）、モノラル信号をステレオ信号化
して得た擬似ステレオ信号における右チャンネル信号Ｒ
ｓ（ｊω）などを、それぞれ時変関数として扱うことに
して１次のような表示法に従った表示、すなわち、前記
したステレオ信号における左チャンネル信号Ｌ（ｊωｙ
ｔ）と右チャンネル信号Ｒ（ｊω、１）、ステレオ信号
における左、右チャンネル信号り。

Ｒの和信号Ｗ（ｊω、ｔ）と差信号Ｓ（ｊω１１）、モ
ノラル信号Ｍ（ｊω、１）、擬似差信号Ｇ（、ｊω。

ｔ）、モノラル信号をステレオ信号化して得た擬似ステ
レオ信号における左チャンネル信号Ｌｓ（ｊω、ｔ）、
モノラル信号をステレオ信号化して得た擬似ステレオ信
号における右チャンネル信号Ｒｓ（ｊω１１）のように
表示する。

したがって、前記した（１ω）〜（１２ω）式は次の（
１ωｔ）〜（１２ωｔ）式のよ・◇に示されるものにな
る。

Ｗ（ｊω、ｔ）＝Ｌ（ｊωｔ　ｔ）　＋　Ｒ（ｊω１１
）・・・（１ωｔ）Ｓ（ｊω、ｔ）＝Ｌ（ｊω、ｔ）　
−Ｒ（ｊω、１）・・・（２ωｔ）Ｌ（ｊω、ｔ）＝（
Ｗ（ｊω、ｔ）＋Ｓ（ｊω、ｔ））／２・・・（３ωｔ
） Ｒ（ｊω、ｔ）＝（Ｗ（ｊω＊ｔ）　　Ｓ（Ｊω、ｔ）
）／２・・・（４ωｔ） Ｍ（ｊ　ω、ｔ）＝Ｌ（ｊ　ω、ｔ）＋Ｒ（ｊω、１）
・・・（５ωｔ） Ｌ（ｊω、ｔ）＝（Ｍ（ｊωｔｔ）　＋　Ｓ　（ｊω、
ｔ））／２・・・（６ωｔ） Ｒ（ｊωｐｔ）＝（Ｍ（Ｊω、ｔ）−８（ｊω、ｔ））
／２・・・（７ωｔ） Ｌｓ（ｊ　ω、ｔ）＝（Ｍ（ｊ　ω、ｔ）＋Ｇ（ｊ　ω
、ｔ））／２・・・（８ωｔ） Ｒｓ（ｊ　ωｔｔ）＝（Ｍ（ｊ　ω＋ｔ）　−Ｇ　（ｊ
　（＋３　、ｔ））／２・・・（９ωｔ） Ｆ（ｊω＋　ｔ）　＝　Ｓ　（ｊω、ｔ）／Ｗ（ｊω１
１）　　・・・（１０ωｔ）Ｓ（ｊωｔｔ）＝Ｗ（ｊω
＋ｔ）　ＸＦ　（Ｊω、１）　　・・・（１１ωｔ）Ｇ
（ｊω、ｔ）＝Ｍ（ｊω、ｔ）ＸＦ（ｊω、１）　　・
・・（１２ωｔ）ところで、前記した（１０ωｔ）式に
示されている時変伝達関数を有するフィルタの特性は、
主として楽器の編成と配置とに依存して曲の進行に伴っ
て変化しているが、特殊な場合を除き、モノラル信号Ｍ
　（ｊω１１）に何等かの法則を適用して前記の時変伝
達関数Ｆ（ｊω１１）を算出するようなことは事実上不
可能である。

そこで、本発明方式においては、ステレオ信号化の対象
にされているモノラル信号Ｍ（ｊω、ｔ）と同一の曲目
のステレオ信号から前記した（１０ωｔ）式に示される
ような時変伝達関数 Ｆ（ｊω、ｔ）＝Ｓ（ｊω、ｔ）／Ｗ（ｊω１１）　　
・・・（１０ωｔ）を導出し、その時変伝達関数Ｆ（ｊ
ω１１）をステレオ信号化の対象にされているモノラル
信号Ｍ（ｊω、１）に適用して、ステレオ信号化の対象
にされているモノラル信号Ｍ（ｊω１１）の擬似差信号
Ｇ（ｊω１１）を既述した（１２ωｔ）式、すなわち、
Ｇ（ｊω、ｔ）＝Ｍ（ｊ　ω、ｔ）Ｘ　Ｆ（ｊ　ω、ｔ
）　−（１２ωｔ）の関係を用いて得るようにした点が
本発明のモノフォニック信号のステレオフォニック信号
化のための信号処理方式の基本的な構想の第２点である
。

第２図は、特定な曲目αの音楽を演奏者Ａが演奏した際
に得られた音響信号に基づいて発生された各種の信号の
波形１．スイルタの時変伝達関数などを説明するための
図であり、第２図の（ａ）は曲目αの音楽を演奏者Ａが
演奏した際に得られた音響信号に基づいて発生された和
信号Ｗ（ｊω１１）の時間波形を示している図、第２図
の（ｂ）は曲目αの音楽を演奏者Ａが演奏した際に得ら
れた音響信号に基づいて発生された和信号Ｗ（ｊω１ｔ
）のエンベロープを示している図である。また、第２図
の（ｃ）は曲目αの音楽を演奏者Ａが演奏した際に得ら
れた音響信号に適用されるフィルタの時変伝達関数Ｆ（
ｊω１１）、すなわち、ｊωとｔとの２変数関数である
フィルタの時変伝達関数Ｆ（ｊωｔＵを、音声のツナグ
ラム（声紋）に似た表現法を採用して表示した場合の図
であり、フィルタの時変伝達関数Ｆ（ｊωｙｔ）の振幅
は音声のツナグラム（声紋）と同様に濃淡によって表わ
される（ただし特許出願の明細書に添付する添付図面に
おいて、濃淡を付けて塗りつぶすような図面の記載は禁
止されているから、図中には濃淡の記載はなされていな
い）。

第２図の（ｄ）は曲目αの音楽を演奏者Ａが演奏した際
の音響信号に基づいて発生された差信号Ｓ（ｊω、ｔ）
の時間波形を示している図である。

さて、ステレオ信号における左、右チャンネル信号の差
信号Ｓ（ｊω１１）は、既述の（１１ω＋１）式、Ｓ（
ｊω、ｔ）＝Ｗ（ｊω、ｔ）ＸＦ（、ｊω１１）　　・
・・（１１ωｔ）に示されているように、ステレオ信号
における左。

右チャンネル信号の和信号Ｗ（ｊω１１）に時変伝達関
数Ｆ（ｊω１１）を適用することによって得られるが、
前記した（１１ω１１）式に従って差信号Ｓ（ｊω１１
）が正しく得られるためには、和信号Ｗ（ｊω１１）と
時変伝達関数Ｆ（ｊω＋１）とが同期していることが必
要である。

次に、モノラル信号Ｍ（ｊω１１）に時変伝達関数Ｆ（
ｊω＋１）を適用し、ステレオ信号化の対象にされてい
るモノラル信号Ｍ（ｊω１１）の擬似差信号Ｇ（ｊω１
１）を作り出す場合について説明する。

第３図は第２図について既述した特定な曲目αの音楽と
同じ曲目αの音楽を演奏者Ｂが演奏した際の音響信号に
よるモノラル信号Ｍ（ｊω１１）の時間波形（第３＠Ｉ
の（ａ））とエンベロープ（第３図の（ｂ））とを示す
図である（演奏者は誰であってもよいが、ここの説明で
はＢであるとしている）。

既述のように本発明のモノフォニック信号のステレオフ
ォニック信号化のための信号処理方式においては、ステ
レオ信号化の対象にされているモノラル信号Ｍ（ｊω１
１）と同一の曲目のステレオ信号から前記した（１０ω
ｔ）式に示されるような時変伝達関数 Ｆ（ｊω、ｔ）　＝　Ｓ　（ｊω＊　ｔ）　／　Ｗ　（
Ｊω、１）　　・・・（１０ωｔ）を導出し、その時変
伝達関数Ｆ（ｊω１１）をステレオ信号化の対象にされ
ているモノラル信号Ｍ（ｊω＋１）に適用して、ステレ
オ信号化の対象にされているモノラル信号Ｍ（ｊω、　
１）の擬似差信号Ｇ（ｊωｒ　ｔ）を既述した（１２ω
ｔ）式、すなわち、Ｇ（ｊω＊　ｔ）　＝　Ｍ　（ｊω
、ｔ）　Ｘ　Ｆ　（ｊω、１）・・・（１２ωｔ）に従
って作り出すようにするのであるが、（１２ωｔ）式の
適用によって擬似差信号Ｇ（ｊω＋１）を作り出す場合
にも、モノラル信号Ｍ（ｊω、１）と時変伝達関数Ｆ（
ｊω、１）とが同期していることが必要とされる。

そして、前記したモノラル信号Ｍ　（ｊω１１）と時変
伝達関数Ｆ（ｊω１１）とが良好な同期状態にあれば、
このモノラル信号Ｍ（ｊω、１）に時変伝達関数Ｆ（ｊ
ω、１）を適用して得た擬似差信号Ｇ（ｊω１１）を用
いて、既述した（８ωｔ）？（９ωｔ）式、すなわち、
Ｌｓ（ｊω、ｔ）＝（Ｍ（ｊωｖ　ｔ）　＋　Ｇ　（ｊ
ω、ｔ））／２・・・（８ωｔ） Ｒｓ（ｊ　ω、ｔ）＝（Ｍ（ｊ　ω、ｔ）−Ｇ（ｊ　ω
、ｔ））／２・・・（９ωｔ） により１ｗＩ似ステレオ信号の左右チャンネル信号Ｌｓ
（ｊ　ω、ｏｔ　Ｒ８（ｊ　ω、ｔ）を作り出すことが
できる。

前記のように特定な曲目αの音楽を演奏者Ｂが演奏して
得たモノラル信号Ｍ（ｊω１１）を擬似ステレオ信号化
するのに、前記の特定な曲目αと同一の曲目の音楽を演
奏者Ａが演奏して得たステレオ信号における和信号Ｗ（
ｊω１１）と差信号Ｓ（ｊω。

ｔ）とに基づいて得た時変伝達関数Ｆ（ｊω１１）を、
前記したステレオ信号化の対象にされているモノラル信
号Ｍ　（ｊω１１）に適用して擬似差信号Ｇ（ｊ−２ｔ
）を作って擬似ステレオ信号の左右チャンネル信号Ｌｓ
（ｊ　ｃｉ＋ｔｔＬ　Ｒｓ（ｊ　ω、ｔ）を作り出した
場合における擬似ステレオ信号の左右チャンネル信号Ｌ
ｓ（ｊ　ωｔｔＬ　Ｒｓ（、ｉ　ω、ｔ）によるステレ
オ再生の効果は、演奏者Ｂによる特定な曲目αの音楽の
演奏に対して、前記の特定な曲目αと同じ音楽を演奏者
Ａが演奏したときのステレオ効果を付与したものになる
。

しかし、前記のようにモノラル信号を良好にステレオ信
号化できるのは既述のようにモノラル信号Ｍ（ｊω、１
）と時変伝達関数Ｆ（ｊω１１）とが良好な同期状態に
あった場合だけであり、モノラル信号Ｍ（ｊω、１）と
時変伝達関数Ｆ（ｊω、１）との同期がとれていない場
合には良好な状態でのステレオ信号化は実現できない。

そして、現実の問題としては、たとえ同一の演奏者が同
一の曲目の音楽を複数回演奏した場合に、常に同一の結
果が得られるとは限らないことからみても、前記したモ
ノラル信号Ｍ（ｊω、ｔ）と時変伝達関数Ｆ（ｊω１１
）とが常に良好な同期状態になっていることは無いと考
えられる。

そこで、本発明のモノフォニック信号のステレオフォニ
ック信号化のための信号処理方式においては、ステレオ
信号化の対象にされているモノラル信号Ｍ（ｊω＋Ｏと
同一の曲目のステレオ信号から導出した前記した（１０
ωｔ）式に示されるような時変伝達関数 Ｆ（ｊω？　ｔ）　＝　Ｓ　（ｊω、ｔ）／Ｗ（ｊω１
１）　　・・・（１０ωｔ）をステレオ信号化の対象に
されているモノラル信号Ｍ（ｊω１１）に同期させるよ
うに、時変伝達関数Ｆ（ｊω＋１）を時間軸上で伸縮さ
せるようにしているのであり、この点が本発明のモノフ
ォニック信号のステレオフォニック信号化のための信号
処理方式の基本的な構想の第３点である。

次に第４図を参照してステレオ信号化の対象にされてい
るモノラル信号Ｍ（ｊω１１）と同一の曲目のステレオ
信号から導出した前記の（１０ωｔ）式に示されるよう
な時変伝達関数Ｆ（ｊω、ｔ）をステレオ信号化の対象
にされているモノラル信号Ｍ（ｊω１１）に同期させる
ように、時変伝達関数Ｆ（ｊω。

ｔ）を時間軸上で伸縮させる場合の説明を行う。

第４図の（ａ）は曲目αの音楽を演奏者Ａが演奏した際
に得られた音響信号に基づいて発生された和信号Ｗ　（
ｊωｙｔ）のエンベロープを示している図、第４図の（
ｂ）は曲目αの音楽を演奏者Ｂが演奏した際に得られた
音響信号に基づいて発生されたモノラル信号Ｍ（ｊω＋
１）のエンベロープを示している図であり、さらに、第
４図の（Ｃ）は曲目αの音楽を演奏者Ａが演奏した際に
得られた音響信号に適用されるフィルタの時変伝達関数
Ｆ（ｊω１１）、すなわち、ｊωとｔとの２変数関数で
あるフィルタの時変伝達関数Ｆ（ｊω＋１）を、音声の
ツナグラム（声紋）に似た表現法を採用して表示した場
合の図であり、フィルタの時変伝達関数Ｆ（ｊω、　１
）の振幅は音声のツナグラム（声紋）と同様に濃淡によ
って表わされる（ただし、特許出願の明細書に添付する
添付図面において、濃淡を付けて塗りつぶすような図面
の記載は禁止されているから、図中には濃淡の記載はな
されていない）。

なお、第４図中においてｔａは演奏者Ａによる演奏時の
時間軸、ｔｂは演奏者已による演奏時の時間軸を示して
いる。また、第４図の（ａ）〜（ｃ）間や第４図の（、
）〜（ｄ）間における点線は、同一時刻のところを示す
ためのものである。

さて、既述もしたようにモノラル信号を良好にステレオ
信号化できるのはモノラル信号Ｍ（ｊω。

ｔ）と時変伝達関数Ｆ（ｊω１１）とが良好な同期状態
にあった場合だけであるが、ステレオ信号化の対象にさ
れるべきモノラル信号として第４図の（ｂ）にエンベロ
ープにより例示しているモノラル信号Ｍ（ｊω１１）、
すなわち、曲目αの音楽を演奏者Ｂが演奏した際に得ら
れた音響信号に基づいて発生されたモノラル信号Ｍ　（
ｊω１１）の時間軸ｔｂ上における信号振幅の変化態様
と、ステレオ信号化の対象にされるべき前記したモノラ
ル信号Ｍ＜ｊω。

ｔ）のステレオ信号化に際して、そのモノラル信号Ｍ（
ｊω１１）に適用させるべき時変伝達関数Ｆ（ｊω１１
）を作り出すのに用いられステレオ信号の和信号Ｗ（ｊ
ω１１）、すなわち、第４図の（ａ）にエンベロープが
例示されている曲目αの音楽を演奏者Ａが演奏した際に
得られた音響信号に基づいて発生された和信号Ｗ（ｊω
ｐｔ）の時間軸ｔａ上における信号振幅の変化態様とが
、第４図の（ａ）、（ｂ）間に実線矢印の表示で示しで
あるように互いに異なっている場合には、第４図の（ａ
）に示されている和信号Ｗ（ｊω１１）が得られたステ
レオ信号、すなわち、曲目αの音楽を演奏者Ａが演奏し
た際に得られた音響信号に基づいて得られたステレオ信
号から作られる時変伝達関数Ｆ（ｊω、ｔ）（第４図の
（ｃ）に音声のツナグラム（声紋）に似た表現法を採用
して表示されている）を前記した第４図の（ｂ）に示さ
れているモノラル信号Ｍ　（ｊω１１）に適用してみた
ところで良好なステレオ信号は発生できない。

それで、本発明のモノフォニック信号のステレオフォニ
ック信号化のための信号処理方式においては、ステレオ
信号化の対象にされているモノラル信号Ｍ（ｊω、１）
のエンベロープと、ステレオ信号化の対象にされている
モノラル信号Ｍ　（ｊω１１）と同一の曲目の音楽の演
奏によって発生されたステレオ信号のエンベロープとを
対比することにより、ステレオ信号化の対象にされてい
るモノラル信号Ｍ（ｊω、１）の時間軸ｔｂと、ステレ
オ信号化の対象にされているモノラル信号Ｍ（ｊω１１
）と同一の曲目の音楽の演奏によって発生されたステレ
オ信号の時間軸ｔａとの間の「進み」や「遅れ」の関係
を見出し、前記の時間軸ｔａ、ｔｂの「進み」「遅れ」
の関係を時変伝達関数Ｆ（ｊω１１）に適用して時変伝
達関数Ｆ（ｊω１１）の時間軸を伸縮し、時間軸補正が
行われた状態の第４図の（ｄ）に例示されているような
時変伝達関数Ｆ’（ｊω１１）を得て、この時間軸補正
が行われた状態の時変伝達関数Ｆ′（ｊω１１）を、ス
テレオ信号化の対象にされるべきモノラル信号として第
４図の（ｂ）にエンベロープで例示しているモノラル信
号Ｍ　（ｊω、ｔ）、すなわち、曲目αの音楽を演奏者
Ｂが演奏した際に得られた音響信号に基づいて発生され
たモノラル信号Ｍ（ｊω１１）に次式のように適用して
、ステレオ信号化の対象にされているモノラル信号Ｍ（
ｊω、１）と同期している状態の擬似差信号 Ｇ（ｊω、ｔ）＝Ｍ（ｊωｔｔ）　Ｘ　Ｆ”（ｊω１１
）・・・（１２′ωｔ）を作り出すようにしているので
ある。

第５図は前記した第４図の（ａ）に示されているステレ
オ信号の和信号Ｗ（ｊω、　１）と、第４図の（ｂ）に
示されているステレオ信号化の対象にされているモノラ
ル信号Ｍ（ｊω１１）との間の時間軸の整合を与えるた
めの非線形関数を例示したものであるが、これは例えば
第４図の（ａ）に示されているステレオ信号の和信号Ｗ
（ｊω、　１）のエンベロープにおける山谷と、第４図
の（ｂ）に示されているステレオ信号化の対象にされて
いるモノラル信号Ｍ（ｊω１１）のエンベロープにおけ
る山谷とを対比することによって求められるのであり、
具体的には前記した２つのエンベロープ間で、線形マツ
チング、あるいはＤＰマツチング手法を適用することに
よって求められる６なお、前記した線形マツチング、あ
るいはＤＰマツチング手法は、音声認識における分野に
おいて広く使用されている公知の技術手段なので、それ
の具体的な説明は省略するが、要するに時変伝達関数Ｆ
（ｊω１１）に対して第５図に示されているような時間
軸整合（補正）を施して時変伝達関数Ｆ（ｊω１１）の
時間軸を伸縮し、時間軸補正が行われた状態の第４図の
（ｄ）に例示されているような時変伝達関数Ｆ’（ｊω
１１）を形成させるのである。

本発明のモノフォニック信号のステレオフォニック信号
化のための信号処理方式の構成原理は以上のとおりであ
るが、次に第１図その他の各回を参照して、本発明のモ
ノフォニック信号のステレオフォニック信号化のための
信号処理方式についての具体的な説明を行う。

第１図は本発明のモノフォニック信号のステレオフォニ
ック信号化のための信号処理方式のブロック図である。

第１図しこおいて１は演奏者Ｂが曲目αの音楽を演奏し
て得たモノラル信号の信号源であり、また、２は演奏者
Ａが曲目αの音楽を演奏して得たステレオ信号の信号源
である。

前記したモノラル信号の信号源１からの演奏者Ｂが曲目
αの音楽を演奏して得たモノラル信号はアナログ・デジ
タル変換器３によってデジタル信号に変換されたモノラ
ル信号Ｍ（ｊωｔｔ）の波形データとしてメモリ５に記
憶される。

また、前記したステレオ信号の信号源２からの演奏者Ａ
が曲目αの音楽を演奏して得たステレオ信号の左右のチ
ャンネル信号Ｌ（ｊω、ｔ）、Ｒ（ｊω、ｔ）は、アナ
ログ・デジタル変換器４によってデジタル信号に変換さ
れたステレオ信号の左右のチャンネル信号Ｌ（ｊωｔｔ
Ｌ　Ｒ（、ｉω１１）の波形データとしてメモリ６に記
憶される。

デジタル信号形態のモノラル信号Ｍ（ｊω＋１）や左右
のチャンネル信号Ｌ（ｊω、ｔ）、Ｒ（ｊω＋１）を送
出しうるような信号源が用いられている場合には、前記
したアナログ・デジタル変換器３，４が不要とされるこ
とはいうまでもない。

前記したメモリ５に記憶されているデジタル信号形態の
モノラル信号Ｍ（ｊω１Ｎの波形データは。

メモリ５から読出されてマトリクス計算回路２０とデジ
タル・フィルタ処理回路１９及びエンベロープの計算回
路７とに供給される。

前記したエンベロープの計算回路７においては前記のメ
モリ５から読出されたデジタル信号形態のモノラル信号
Ｍ（ｊω＋Ｏの波形データからモノラル信号Ｍ（ｊω、
１）のエンベロープデータを作り。

それをモノラル信号Ｍ　（ｊω、１）のエンベロープデ
ータの記憶装置として用いられるメモリ８に記憶させる
。

また、前記したデジタル信号に変換されたステレオ信号
の左右のチャンネル信号Ｌ（ｊω＊ｔＬ　Ｒ（ｊω１１
）の波形データを記憶しているメモリ６から読出された
左右のチャンネル信号Ｌ（ｊω、ｔ）。

Ｒ（ｊω１１）の波形データは、時変伝達関数Ｆ（ｊω
１１）の計算回路１４と、ステレオ信号の和信号Ｗ（ｊ
ω１１）の計算回路１０とに供給される。

前記したステレオ信号の和信号Ｗ（ｊω、１）の計算回
路１０から出力されたステレオ信号の和信号Ｗ（ｊω１
１）は、和信号Ｗ（ｊω＋Ｏの波形データのメモリ１１
に記憶される。

前記したメモリ１１に記憶されているデジタル信号形態
のステレオ信号の和信号Ｗ（ｊω１１）の波形データは
、メモリ１１から読出されてエンベロープの計算回路１
２に供給される。

前記したエンベロープの計算回路１２においては前記の
メモリ１１から読出されたデジタル信号形態のステレオ
信号の和信号Ｗ（ｊω１１）の波形デ−タからステレオ
信号の和信号Ｗ（ｊω＋１）のエンベロープデータを作
り、それをステレオ信号の和信号Ｗ（ｊω＋１）のエン
ベロープデータの記憶装置として用いられているメモリ
１３に記憶させる。

前記したメモリ８から読出されたモノラル信号Ｍ（ｊω
、１）のエンベロープデータと、前記したメモリ１３か
ら読出されたステレオ信号の和信号Ｗ（ｊω、ｔ）のエ
ンベロープデータとは時間軸整合の計算回路９に供給さ
れて、そこで例えばＤＰマツチングなどにより時間軸整
合の計算が行われ、時間軸整合の計算回路９からの出力
信号は時間軸整合（非線形）関数のデータとしてメモリ
１６に記憶される。

また、前記したメモリ６から読出された左右のチャンネ
ル信号Ｌ（ｊω、ｔ）、Ｒ（ｊω、１）の波形データが
供給された時変伝達関数Ｆ（ｊω＋　ｔ）の計算回路１
４では、メモリ６から読出された左右のチャンネル信号
Ｌ（ｊωｙｔＬ　Ｒ（、ｉω、１）の波形データから時
変伝達関数Ｆ（ｊω、　１）を計算して、それから出力
された時変伝達関数Ｆ（ｊω、　１）を作る。

すなわち、時変伝達関数Ｆ（ｊω、ｔ）の計算回路１４
では、メモリ６から読出された左右のチャンネル信号Ｌ
（ｊω＋ｔＬ　Ｒ（Ｊω１１）の波形データから、既述
した（１ωｔ）、（２ωｔ）式に従って和信号Ｗ（ｊω
１１）と差信号Ｓ（ｊω１１）とを作り、次に、前記の
和信号Ｗ（ｊω１１）と差信号Ｓ（ｊω、１）とを用い
て（１０ω１１）式により時変数伝達関数Ｆ（ｊω。

ｔ）を作り出すのである。

Ｗ（ｊω、ｔ）＝Ｌ（ｊωｔ　ｔ）　＋　Ｒ（、）ω＋
１）・・・（１ωｔ）Ｓ（ｊω、ｔ）＝Ｌ（ｊω、ｔ）
−Ｒ（ｊω、ｔ）・・・（２ωｔ）Ｆ（ｊωｔ　ｔ）　
＝　Ｓ　（ｊωｔｔ）／Ｗ（ｊω１Ｎ・・・（１０ωｔ
）時変伝達関数Ｆ（ｊω１１）の計算回路１４によって
作られた時変伝達関数Ｆ（ｊω１１）はメモリ１５に記
憶され、メモリ１５から読出された時変伝達関数Ｆ（ｊ
ω１１）は時間軸整合の処理回路１７に供給される。

前記した時間軸整合の処理回路１７には、前記したメモ
リ１６から読出された時間軸整合（非線形）関数のデー
タも供給されており、時間軸整合の処理回路１７ではメ
モリ１５から読出された時変伝達関数Ｆ（ｊω＋１）の
時間軸を、前記したメモリ１６から読出された時間軸整
合（非線形）関数のデータにより伸縮させて、時間軸補
正の行われた状態の時変伝達関数Ｆ’（ｊω＋１）を出
力し、この時間軸補正が行われた状態の時変伝達関数Ｆ
’（ｊω１１）をメモリ１８に記憶する。

第６図は前記した時間軸整合の処理回路１７において行
われる時間軸整合の処理の内容を図示説明したものであ
り、第６図の（ａ）は時変伝達関数Ｆ（ｊω１１）を３
次元表示（振幅特性のみを示す）したものであり、また
第６図の（ｂ）は第６図の（、）に示されている時変伝
達関数Ｆ（ｊωｐｔ）に時間軸伸縮を施して得られる時
変伝達関数Ｆ’（ｊω、ｔ）。

すなわち、第６図の（ａ）に示されている時変伝達関数
Ｆ（ｊω１１）に対して、既述した第４図及び第５図を
参照して説明した時間軸整合関数により時間軸を伸縮し
た状態のものを示したものである。

すなわち、第６図の（ａ）に■で示されている時刻ｔｌ
における時変伝達関数Ｆ（ｊω、ｔｌ）は、時間軸伸縮
を施して得られた第６図の（ｂ）においてはＦ（ｊω、
ｔｌ’）のように１時刻がｔｌから時刻ｔｉ’に変えら
れている。

第６図の（ｃ）は第６図の（ｂ）に示されている時間軸
伸縮の施されている時変伝達関数Ｆ’（ｊω１１）に対
して補間処理を施して得られる時変伝達関数Ｆ’（ｊω
１Ｎを示したものであるが、このように時間軸伸縮が施
されている時変伝達関数Ｆ″（ｊω。

ｔ）に対して補間処理を施すのは、離散的なデジタル信
号によって信号処理が行われるために、時変伝達関数Ｆ
’（ｊωｐｔ）は時刻ｔｌ、ｔ２．ｔ３・・・のように
波形データの時刻と同期した時変伝達関数に変換される
ことが必要とされるからであって、補間処理により例え
ば第６画の（ｂ）の■′に示されている時刻ｔ１におけ
る時変伝達関数Ｆ’（ｊω、ｔｌ）が求められる。

前記したメモリ１．８から読出された時間軸補正が行わ
れた状態の時変伝達関数Ｆ’（ｊω、ｔ）は、デジタル
・フィルタ処理回路１９に供給されるが、このデジタル
・フィルタ処理回路１９には、既述したようにメモリ５
から読出されたモノラル信号Ｍ（ｊω１１）の波形デー
タも供給されていて、このデジタル・フィルタ処理回路
１９では、時間軸補正が行われた状態の時変伝達関数Ｆ
’（ｊω、ｔ）を、ステレオ信号化の対象にされるべき
モノラル信号Ｍ（ｊω＋１）、すなわち、曲目αの音楽
を演奏者Ｂが演奏した際に得られた音響信号に基づいて
発生されたモノラル信号Ｍ（ｊω、１）に次式のように
適用して、ステレオ信号化の対象にされているモノラル
信号Ｍ（ｊω＋１）と同期している状態の擬似差信号 Ｇ（ｊω、ｔ）＝Ｍ（ｊω、ｔ）ＸＦ′（ｊω＋１）・
・・（１２′ωｔ）を作り出し、その擬似差信号Ｇ（ｊ
ω＋Ｏの波形データをメモリ２１に記憶させる。

デジタル・フィルタ処理回路１９においてステレオ信号
化の対象にされるべき曲目αの音楽を演奏者Ｂが演奏し
た際に得られた音響信号に基づいて発生されたモノラル
信号Ｍ（ｊω１１）に次式のように適用して、ステレオ
信号化の対象にされているモノラル信号Ｍ（ｊω＋１）
と同期している状態の擬似差信号 Ｇ（ｊωｔ　ｔ　）　＝　Ｍ　（ｊωｔｔ）ＸＦ’（ｊ
ω１１）・・・（１２′ωｔ）を作り出す手順を図示説
明しているのが第７図である。

第７図に示されているのは、周波数領域におけるデジタ
ル・フィルタリングと呼ばれているもので、モノラル信
号Ｍ（ｊω＋１）は予め定められたタイミングで、予め
定められた時間巾だけ切出されてハニング窓処理を受け
る。

次いで、前記したモノラル信号Ｍ（ｊω、１）の部分波
形はフーリエ変換されて、前記のフーリエ変換のタイミ
ング（図示の例では時刻ｔ２）に対応する時変伝達関数
Ｆ’（ｊω＋１）によって重み付けされた後にフーリエ
逆変換されて、この段階で時刻ｔ２における擬似差信号
Ｇ（ｊω１１）の部分波形が得られる。

前記したと同様な信号処理が順次の時刻において次々に
行われることによって得られた擬似差信号Ｇ（ｊω＋１
）の次々の部分波形が接続されることによって擬似差信
号Ｇ（ｊω、１）が形成されてメモリ２１に記憶される
。

メモリ２１から読出された擬似差信号Ｇ（ｊω＋１）の
波形データと、前記したメモリ５から読出されたモノラ
ル信号Ｍ（ｊω１１）の波形データとはマトリクス計算
回路２０に供給され、マトリクス計算回路２０では Ｌｓ（ｊ　ｃ、＋、ｔ）＝ＣＭ（ｊ　ω、ｔ）＋Ｇ（ｊ
　ω、ｔ））／２・・・（８ωｔ） Ｒｓ（ｊ　ω、ｔ）＝（Ｍ（ｊ　ω、ｔ）−Ｇ（ｊ　ｃ
、＋、ｔ））／２・・・（９ωｔ） のような演算を行って擬似ステレオ信号の左、右チャン
ネル信号Ｌｓ（ｊ　ω、ｔ）、　Ｒｓ（ｊ　ω、ｔ）を
作り、その擬似ステレオ信号の左、右チャンネル信号Ｌ
ｓ（ｊω、ｔ）、Ｒ３（ｊω＋１）の波形データはメモ
リ２２に記憶される。メモリ２２から読出された擬似ス
テレオ信号の左、右チャンネル信号Ｌｓ（ｊω１１）、
Ｒｓ（ｊω＋１）の波形データはデジタル・アナログ変
換器２３によってアナログ信号に変換されるが、このア
ナログ信号は演奏者Ｂによって演奏された曲目αの音楽
のモノラル信号Ｍ（ｊω、１）に対して、演奏者Ａによ
って演奏された曲目αの音楽のステレオ信号におけるス
テレオ音響効果が付加された擬似ステレオ信号となされ
ているのである。

前記したメモリ２１に記憶されている擬似ステレオ信号
はデジタル信号であるから、後続されている録音装置が
デジタル・テープレコーダの場合にはデジタル・アナロ
グ変換器２３が不要であることはいうまでもない。

（発明の効果） 以上、詳細に説明したところから明らかなように、デジ
タル信号処理技術を適用してモノフォニック信号をステ
レオフオニツク信号化する信号処理方式を行うのに、ス
テレオフオニツク信号化の対象にされているモノフォニ
ック信号と同一の曲目の２チャンネル立体音響信号の右
チャンネル信号と左チャンネル信号とによって形成され
る和信号と差信号とにおける差信号を和信号で除して時
変伝達関数を得る手段と、ステレオフオニツク信号化の
対象にされているモノフォニック信号に前記した時変伝
達関数を適用して擬似差信号を得る手段と、ステレオフ
ォニック信号化の対象にされているモノフォニック信号
に対して前記した時変伝達関数を同期させるように時変
伝達関数の時間軸の整合を行う手段とによって構成させ
ている本発明のモノフォニック信号のステレオフォニッ
ク信号化のための信号処理方式は、ステレオ信号におけ
る左、右のチャンネル信号Ｌ（ｊωｔｔＬＲ（、ｉω、
１）の和信号Ｗ（ｊω１１）と差信号Ｓ（ｊω１１）と
の関係として、前記した差信号Ｓ（ｊω、１）を和信号
Ｗ（ｊω＋１）で除して得られる関数Ｆ（ｊω。

ｔ）、すなわち、 Ｆ（ｊω、ｔ）＝Ｓ（ｊω、ｔ）／Ｗ（ｊω＋ｔ）　　
・・・（Ａ）を考え、前記の（Ａ）式で示されるような
伝達関数Ｆ（ｊω、１）を有するフィルタが実現できれ
ば、この（Ａ）式の関係を用いてステレオ信号における
左。

右のチャンネル信号Ｌ（、ｊω、ｔ）、Ｒ（ｊωｓ　ｔ
）の差信号Ｓ（ｊω＋　１）が、ステレオ信号における
左、右のチャンネル信号Ｌ（ｊωｔ　ｔＬ　Ｒ（ｊω。

ｔ）の和信号Ｗ（ｊω１１）と、前記したフィルタの伝
達関数Ｆ（ｊω、ｔ）とによって。

Ｓ（ｊω、ｔ）＝Ｗ（ｊ　ω、ｔ）ＸＦ（ｊω、１）・
・・（Ｂ）前記の（Ｂ）式のように求めることができる
ことに着目し、ステレオ信号における左、右のチャンネ
ル信号Ｌ（ｊωｔｔＬＲ（ｊω１ｔ）の和信号Ｗ（ｊω
、ｔ）。

Ｗ（ｊω、ｔ）＝Ｌ（ｊω、ｔ）＋Ｒ（ｊω１１）・・
・（Ｃ）、とモノラル信号Ｍ（ｊω１１）、 Ｍ（ｊω、ｔ）＝Ｌ（、ｊω、ｔ）＋Ｒ（ｊω、１）・
・・（Ｄ）とが略々同一であることから、前記した（Ｂ
）式中の和信号Ｗ（ｊω＋１）の代わりにモノラル信号
Ｍ（ｊωｔＵを用いて、必要な擬似差信号Ｇ（ｊω１１
）を、Ｇ（ｊω＊　ｔ　）　＝　Ｍ　（ｊω？ｔ）ＸＦ
（Ｊω、１）・・・（Ｅ）前記の（Ｅ）式により求める
ことができるようにし、また、モノフォニック信号をス
テレオフォニック信号化する際に必要とされる擬似信号
Ｇ（ｊωｅｔ）が前記のように求められた場合には、 Ｌ８（Ｊ　ωｅｔ）＝（Ｍ（ｊ（，１，ｔ）　＋　Ｇ（
ｊωｔｔ））／２・・・（Ｆ） Ｒｓ（ｊ　ω＋ｔ）＝（Ｍ（ｊ　ω、ｔ）　−〇（ｊ　
ω、ｔ））／２・・・（Ｇ） 前式の関係により、モノラル信号Ｍ（ｊω１１）をステ
レオ信号化した擬似ステレオ信号における左信号Ｌｓ（
ｊ　（＋Ｊ　、　ｔ）と右信号Ｒｓ（ｊ　ω、　ｔ）と
を発生させることができるのであるが、前記の擬似信号
Ｇ（ｊω＋１）は前記した（Ｅ）式からも明らかなよう
に、モノラル信号Ｍ（ｊω１１）にフィルタの伝達関数
Ｆ（ｊω１１）を重み付けることによって得られるもの
であるから、ステレオ信号化の対象にされているモノラ
ル信号Ｍ（ｊω１１）から必要な擬似差信号Ｇ（ｊω１
１）が得られるような伝達関数Ｆ（ｊω、ｔ）を有する
フィルタが必要とされる。そして、前記した伝達関数Ｆ
（ｊω１１）は（Ａ）式に示されているように、ステレ
オ信号における左、右のチャンネル信号Ｌ（ｊω、ｔ）
、Ｒ（ｊω１１）の差信号Ｓ（ｊω、１）を和信号Ｗ（
ｊω１１）で除して得た伝達関数Ｆ（ｊω。

ｔ）であるが、音楽信号における前記した差信号Ｓ（ｊ
ω、ｔ）や和信号Ｗ（ｊω１１）などは、何れも時間の
経過に従って時々刻々内容が変化する所謂時変スペクト
ラムであるから、前記した関数Ｆ（ｊω。

ｔ）も時間の経過に従って時々刻々内容が変化する時変
伝達関数となるが、前記した（Ａ）式に示されている時
変伝達関数を有するフィルタの特性は、主として楽器の
編成と配置とに依存して曲の進行に伴って変化していて
、特殊な場合を除き、モノラル信号Ｍ（ｊω１１）に何
等かの法則を適用して前記の時変伝達関数Ｆ（ｊω＋１
）を算出するようなことは事実上不可能なものである。

それで、本発明のモノフォニック信号のステレオフォニ
ック信号化のための信号処理方式においては、ステレオ
化の対象にされているモノラル信号Ｍ（ｊω、１）と同
一の曲目のステレオ信号Ｓ（ｊω。

ｔ）から前記した（Ａ）式に示されるような時変伝達関
数 Ｆ（ｊω、ｔ）　＝　Ｓ　（ｊω、ｔ）／Ｗ（ｊω＋１
）　　・・・（Ａ）を導出し、その時変伝達場数Ｆ（ｊ
ω１１）をステレオ化の対象にされているモノラル信号
Ｍ（ｊω１１）に適用して、ステレオ化の対象にされて
いるモノラル信号Ｍ（ｊω１１）の擬似差信号Ｇ（ｊω
１１）を既述した（Ｅ）式、すなわち、 Ｇ（ｊωｓ　ｔ　）　＝　Ｍ　（ｊω、ｔ）ＸＦ（ｊω
１１）・・・（Ｅ）式の関係を用いて作り出すようにし
ており、さらにモノラル信号Ｍ（ｊω、１）に時変伝達
関数Ｆ（ｊω１１）を適用してステレオ信号化の対象に
されているモノラル信号Ｍ　（ｊω、１）の擬似差信号
Ｇ（ｊω１１）を作り出す場合に、ステレオ信号化の対
象にされているモノラル信号Ｍ（ｊω＋１）と、それに
適用されるべき時変伝達関数Ｆ（ｊω、１）とが同期し
ていることが必要とされる点については、ステレオ信号
化の対象にされているモノラル信号Ｍ（ｊω＋１）と同
一の曲目のステレオ信号から導出した前記した（Ａ）式
に示されるような時変伝達関数Ｆ（ｊωｔｔ）　＝　Ｓ
　（ｊω＋ｔ）／Ｗ（ｊω、１）　　・・・（Ａ）をス
テレオ信号化の対象にされているモノラル信号Ｍ（ｊω
＋１）に同期させるために、時変伝達関数Ｆ（Ｊω１１
）を時間軸上で伸縮させることができるように、ステレ
オ信号化の対象にされているモノラル信号Ｍ（ｊω＋１
）の時間軸と、ステレオ信号化の対象にされているモノ
ラル信号Ｍ（ｊω１１）と同一の曲目の音楽の演奏によ
って発生されたステレオ信号の時間軸との間の「進み」
や「遅れ」の関係を見出し、前記の開時間軸の「進み」
「遅れ」の関係を時変伝達関数Ｆ（ｊω＋１）に適用し
て時変伝達関数Ｆ（ｊω１１）の時間軸を伸縮し、時間
軸補正が行われた状態の時変伝達関数Ｆ″（ｊω１１）
を得て、この時間軸補正が行われた状態の時変伝達関数
Ｆ′（ｊω１１）を、ステレオ信号化の対象にされるべ
きモノラル信号として１曲目αの音楽を演奏者Ｂが演奏
した際に得られた音響信号に基づいて発生されたモノラ
ル信号Ｍ（ｊω＋１）に次式のように適用して、ステレ
オ信号化の対象にされているモノラル信号Ｍ【ｊω１１
）と同期している状態の擬似差信号 Ｇ（ｊω、ｔ）　＝　Ｍ　（ｊωｙｔ）×Ｆ’（Ｊω、
ｔ）・・・（Ｅ′）を作り出すようにしているのであり
、この本発明のモノフォニック信号のステレオフォニッ
ク信号化のための信号処理方式では、前記のように特定
な曲目αの音楽を演奏者Ｂが演奏して得たモノラル信号
Ｍ（ｊω１１）を擬似ステレオ信号化するのに、前記の
特定な曲目αと同一の曲目の音楽を演奏者Ａが演奏して
得たステレオ信号における和信号Ｗ（ｊω１１）と差信
号Ｓ（ｊω１１）とに基づいて得た時変伝達関数Ｆ（ｊ
ω１１）を、前記したステレオ信号化の対象にされてい
るモノラル信号Ｍ（ｊωｐｔ）に適用して擬似差信号Ｇ
（ｊω１１）を作って擬似ステレオ信号の左右チャンネ
ル信号Ｌｓ（ｊω、ｔ）。

Ｒｓ　（ｊω、１）を作り出した場合における擬似ステ
レオ信号の左右チャンネル信号Ｌｓ（ｊωｙｔＬ　Ｒｓ
（ｊω１１）によるステレオ再生の効果は、演奏者Ｂに
よる特定な曲目αの音楽の演奏に対して、前記の特定な
曲目αと同じ音楽を演奏者Ａが演奏したときのステレオ
効果を付与したものになるのであり、また、本発明のモ
ノフォニック信号のステレオフォニック信号化のための
信号処理方式によって作られた擬似ステレオ信号がモノ
ラル再生された場合には擬似差信号が打消されて再生さ
れず、モノラル信号Ｍ（ｊω、１）だけが再生されるの
でステレオ信号の再生とモノラル信号の再生とにおける
コンパチビリティは完全であり、本発明のモノフォニッ
ク信号のステレオフォニック信号化のための信号処理方
式によれば従来の（１）モノラル信号に種々のフィルタ
を適用してそれぞれの楽器の音を分離し、それぞれの楽
器の音像の定位を行う。

（２）モノラル信号に移相回路（オール・バスフィルタ
）を適用して再生音場に拡がり感を与える。

（３）モノラル信号に反響や残響を付加して立体音響的
な拡がり感が感じられるようにする。（４）モノラル信
号に前記した（１）〜（３）の手段を組合わせて適用す
る、などによって代表されているモノフォニック信号の
ステレオフォニック信号化方式における既述したような
諸問題点がすべて良好に解決できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のモノフォニック信号のステレオフォニ
ック信号化のための信号処理方式のブロック図、第２図
乃至第７図は本発明のモノフォニック信号のステレオフ
ォニック信号化のための信号処理方式の構成原理及び動
作原理を説明するための図である。 １・・・演奏者Ｂが曲目αの音楽を演奏して得たモノラ
ル信号の信号源、２・・・演奏者Ａが曲目αの音楽を演
奏して得たステレオ信号の信号源、３，４・・アナログ
・デジタル変換器、５・・・デジタル信号に変換された
モノラル信号Ｍ（ｊω、１）の波形データのメモリ、６
・・・デジタル信号に変換されたステレオ信号の左右の
チャンネル信号Ｌ（ｊω、ｔ）、　Ｒ（ｊω＋１）の波
形データとしてメモリ、７・・・エンベロープの計算回
路、８・・・モノラル信号Ｍ（ｊω、１）のエンベロー
プデータの記憶装置として用いられるメモリ、９・・・
時間軸整合の計算回路、１０・・・ステレオ信号の和信
号Ｗ（ｊω１Ｎの計算回路、１１・・・和信号Ｗ（ｊω
＋１）の波形データのメモリ、１２・・・エンベロープ
の計算回路、１３・・・ステレオ信号の和信号Ｗ（ｊω
＋１）のエンベロープデータの記憶装置として用いられ
ているメモリ、１４・・・時変伝達関数Ｆ（ｊω、　１
）の計算回路、１５・・・時変伝達関数Ｆ（ｊω、　１
）のメモリ、１６・・・時間軸整合（非線形）関数のデ
ータのメモリ、１７・・・時間軸整合の処理回路、１８
・・・時間軸補正が行われた状態の時変伝達関数Ｆ’（
ｊω１ｔ）のメモリ、１９・・・デジタル・フィルタ処
理回路、２０・・・マトリクス計算回路、２１・・・擬
似差信号Ｇ（ｊω＋１）の波形データのメモリ、２２・
・・擬似ステレオ信号のメモリ、２３・・・デジタル・
アナログ変換器。 特許出願人　　日本ビクター株式会社 ・６゛

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. デジタル信号処理技術を適用してモノフォニック信号を
   ステレオフォニック信号化する信号処理方式であって、
   ステレオフォニック信号化の対象にされているモノフォ
   ニック信号と同一の曲目の２チャンネル立体音響信号の
   右チャンネル信号と左チャンネル信号とによって形成さ
   れる和信号と差信号とにおける差信号を和信号で除して
   時変伝達関数を得る手段と、ステレオフォニック信号化
   の対象にされているモノフォニック信号に前記した時変
   伝達関数を適用して擬似差信号を得る手段と、ステレオ
   フォニック信号化の対象にされているモノフォニック信
   号に対して前記した時変伝達関数を同期させるように時
   変伝達関数の時間軸の整合を行う手段とからなるモノフ
   ォニック信号のステレオフォニック信号化のための信号
   処理方式