CN101449321A - 频带外信号生成装置和频带扩展装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种频带外信号生成装置，其根据频带被限制了的频带限制信号，生成包含该被限制的频带以外的频率成分的频带外信号，具有：推定频带限制信号的频率构成的频率构成推定单元；根据频带限制信号，生成包含频带外的频率成分的频带外原信号的频带外原信号生成单元；根据由频率构成推定单元推定的频带限制信号的频率构成，调整频带外原信号的频率构成的频率构成调整单元；以及抽出被调整了频率构成的频带外原信号中的规定频带，获得频带外信号的成分抽出单元。

Description

频带外信号生成装置和频带扩展装置

技术领域

本发明涉及频带外信号生成装置和频带扩展装置，例如，适用于针对通信、广播等中传送的窄频带声音信号，在接收侧获得扩展了频带的声音信号的情况。

背景技术

目前，盛行使用各种网络进行声音通信。但是，根据以往的利用一般公共网的时代的习惯，电话声音通信是被限制在一般被称为电话频带的300Hz到3.4kHz的频率进行。但是，人的发声声音还包含300Hz以下、3.4kHz以上的成分，而且该成分是与说话人的个体性相关的重要成分，该成分的欠缺，不仅导致个体性的欠缺，而且是造成声音品质下降的原因之一。因此，希望以包含该成分的声音进行通话。但是，一般公共网的交换机存在着不能传送超过电话频带的声音的问题。关于这样的问题，提出有一种例如专利文献1所记载的频带扩展方法。

下面，结合图11，对专利文献1所记载的以往的频带扩展装置进行说明。该以往的装置把频率限定在从300Hz到3.4kHz的频带限制信号DC作为输入。该频带限制信号DC由抽样频率变换器1变换成抽样频率被变换了的变换原信号S。然后该变换原信号S被提供给低频信号生成器10、高频信号生成器11、和高频无声部生成器12。

在低频信号生成器10中，该生成器内部的周期推定器5向低频波形生成器2输出包含变换原信号S的周期信息的低频周期信息LPI、和包含变换用信号的周期波形的低频周期信号TW，低频波形生成器2把合成低频信号LS与这些一同输出。另外，高频信号生成器11内部的高频波形生成器3，以与低频信号生成器10共同使用的周期推定器5输出的高频周期信息HPI为基础，输出合成高频信号HS。同样，在高频无声部生成器12中，也是以变换原信号S为基础输出合成无声信号US。在合成加法器6中，把这些合成低频信号LS、合成高频信号HS、合成无声信号US、和变换原信号S相加，输出频带扩展信号V。根据与带宽被限制了的窄带信号DC与传送来低频成分信号和高频成分信号的信号一同，同时提供该频带扩展信号V，可收听到与包含该成分的宽带信号同样的临场感的声音。

专利文献1：日本特开平9-258787号公报

但是，专利文献1所记载的以往技术，未规定高频波形生成器中的处理，有可能输出与人的声音特质无关的波形，因而尚不能充分生成与宽带信号同样的声音。

发明内容

因此，本发明的目的是，提供一种频带外信号生成装置和频带扩展装置，可实现具有与当初的频带限制信号同样的特质的基于频带扩展的宽带信号。

本发明的频带外信号生成装置，根据频带被限制了的频带限制信号，生成包含该被限制的频带以外的频率成分的频带外信号，其特征在于，具有：推定上述频带限制信号的频率构成的频率构成推定单元；根据上述频带限制信号，生成包含频带外的频率成分的频带外原信号的频带外原信号生成单元；根据由上述频率构成推定单元推定的上述频带限制信号的频率构成，调整上述频带外原信号的频率构成的频率构成调整单元；和抽出频率构成被调整了的上述频带外原信号中的规定频带，获得上述频带外信号的成分抽出单元。

本发明的频带扩展装置，包括根据频带被限制了的频带限制信号，生成包含该被限制的频带以外的频率成分的频带外信号的频带外信号生成装置，并且通过合成上述频带限制信号和上述频带外信号，获得包含超过了上述频带限制信号的限制的频率成分的宽带信号，其特征在于，其中作为上述频带外信号生成装置而应用了上述本发明的频带外信号生成装置。

发明效果

根据本发明的频带外信号生成装置和频带扩展装置，由于推定频带限制信号的频率构成，并把其反映在频带外信号中，所以，可实现具有与当初的频带限制信号同样特质的基于频带扩展的宽带信号。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施方式的高频信号生成器的内部结构的方框图。

图2是第1实施方式的声音信号频带扩展装置的整体结构的方框图。

图3(a)和(b)是说明第1实施方式的由频率偏移器进行的频率偏移方法的说明图。

图4(a)和(b)是说明第1实施方式的由频率构成推定器进行的频率构成的推定方法的说明图。

图5是表示第1实施方式的构成调整器的内部结构的方框图。

图6是表示本发明的第2实施方式的高频信号生成器的内部结构的方框图。

图7是表示本发明的第3实施方式的声音信号频带扩展装置的整体结构的方框图。

图8是表示第3实施方式的高频信号生成器的内部结构的方框图。

图9是表示本发明的第4实施方式的声音信号频带扩展装置的整体结构的方框图。

图10是表示针对第1实施方式的变形例的整体结构的方框图。

图11是表示以往的频带扩展装置的整体结构的方框图。

图中符号说明：1-抽样频率变换器；5-周期推定器；6-合成加法器；10-低频信号生成器；12-高频无声部生成器；100、200、300-频带扩展装置；103、403-高频波形生成器(频带外信号生成装置)；111、411-高频信号生成器；121-频率偏移器；122、222-频率构成推定器；123、223-构成调整器；124、224-成分抽出器；203-高频部波形生成器；211、311-高频信号生成器；221-高频无声波形生成器；307-信号强调器；425、426-平滑化指标生成器；427-频率构成平滑化器。

具体实施方式

第1实施方式

下面，参照附图，对本发明的第1实施方式的频带外信号生成装置频带扩展装置进行说明。

[A-1]第1实施方式的结构

图2是表示第1实施方式的频带扩展装置100的整体结构的方框图。在图2中，对于与图11所示的以往结构相同或对应的部分，标记相同的符号。

如图2所示，第1实施方式的频带扩展装置100具有抽样频率变换器1、低频信号生成器10、高频信号生成器111、高频无声部生成器12、和合成加法器6。频带扩展装置100根据被输入的频带限制信号DC生成扩展频带信号V。另外，图2中的低频信号生成器10，如图11所示那样，包含周期推定器5。但是，如图2所示那样，在在高频信号生成器111上具有特征的第1实施方式中，为了强调周期推定器5是高频信号生成器111的要素，如图2所示那样表示低频信号生成器10。

另外，第1实施方式和后述的实施方式是假设在把特定的时间(例如10ms)作为1个时间单位的声音帧(帧)单位中进行处理，但帧的时间长度不限于某个时间。另外，不限于固定长的帧的处理，也可以以可变长的帧进行处理，也可以对每个抽样进行处理。

第1实施方式的频带扩展装置100其作为第1实施方式的频带外信号生成装置的高频信号生成器111的内部结构和处理，与以往装置不同。高频信号生成器111由周期推定器5和高频波形生成器103构成，高频波形生成器103与以往装置的不同。另外，在第1实施方式的情况下，周期推定器5输出变换原信号S的基本周期HPI。

图1是表示第1实施方式的高频信号生成器111的内部结构的方框图。第1实施方式的高频信号生成器111中的高频波形生成器103具有频率偏移器121、频率构成推定器122、构成调整器123、和成分抽出器124。

频率偏移器121接收变换原信号S，根据基本周期信息HPI，对该变换原信号S实施频率偏移处理，输出偏移信号SS。关于频率偏移器121中的频率偏移方法，将在后面说明。

频率构成推定器122接收变换原信号S，推定该信号的频率构成的倾向，输出倾向信息SI。关于频率构成推定器122中的推定方法将在后面说明。

构成调整器123接收偏移信号SS，在对该偏移信号SS修正了频率构成的倾向后，把该信号作为修正信号BS输出。关于构成调整器123中的倾向修正方法，将在后面说明。

成分抽出器124接收修正信号BS，抽出合成加法器6的加法计算所必要的高频成分，输出合成高频信号HS。

[A-2]第1实施方式的动作

下面，说明第1实施方式的频带扩展装置100中的动作。另外，在第1实施方式的频带扩展装置100中，在每次输入1个声音帧时，各个构成要素进行以下所述的动作。

被输入到频带扩展装置100中的频带限制信号DC由抽样频率变换器1变换成提高了抽样频率的变换原信号S，该变换原信号S被提供给合成加法器6、低频信号生成器10、高频信号生成器111、和高频无声部生成器12。例如，抽样频率变换器1把抽样频率从8kHz变换成16kHz。但变换前的抽样频率和变换后的抽样频率不限于此例，只要与根据实际使用频带扩展装置100的装置的声音信号的抽样频率匹配来决定即可。

在高频信号生成器111中，由内部的周期推定器5和高频波形生成器103根据变换原信号S生成合成高频信号HS。下面，对高频信号生成器111中的内部动作进行说明。

周期推定器5推定变换原信号S的基本周期HPI。作为周期推定器5的基本周期HPI的推定方法，例如可采用把变换原信号S的自相关函数为最大的延迟量作为基本周期HPI的方法，但基本周期的推定方法不限于该方法。还可以列举出其他方法，例如根据该帧中的离散傅立叶变换系列进行推定的方法。另外，周期推定器5也可以根据输入频带限制信号DC推定基本周期HPI。

频率偏移器121把输入的变换原信号S频率偏移与基本周期HPI的频率对应的频率大小。图3(a)和(b)是频率偏移器121的频率偏移方法的2个示例的概要的说明图。另外，图3(a)和(b)图示了利用硬件结构来执行频率偏移的图，但也可以通过软件处理来执行频率偏移。

首先，结合图3(a)，说明第1频率偏移方法。把相当于被输入到频率偏移器121中的变换原信号S的输入原信号设为sin(f·t)。这里，f表示与原信号的频率对应的角频率，t表示时间。另外，在确定了与偏移的频率对应的角频率F后，输入余弦波信号cos(F·t)和正弦波信号-sin(F·t)。

这里，如下那样决定角频率F。如果把与基本周期HPI对应的频率设为f0，则把其整数倍的频率f0、2·f0、3·f0、...中的属于要扩展的高频带BH的一个(例如属于高频带BH的最低的)确定为偏移频率，计算出与其对应的角频率F。

由乘法电路32对原信号sin(f·t)乘以余弦波信号cos(F·t)，然后提供给加法电路34。另外，由延迟电路31把原信号sin(f·t)延迟π/2(这里的π例如根据基本周期HPI决定)，然后由乘法电路33对该延迟的原信号sin(f·t+π/2)＝-cos(f·t)乘以正弦波信号-sin(F·t)，然后提供给加法电路34。由此，从加法电路34输出sin(f·t)·cos(F·t)+sin(F·t)·cos(f·t)＝sin((F+f)·t)。即，从加法电路34输出被频率偏移的信号。

图3(b)所示的第2频率偏移方法也是基于同样的三角函数的运算处理。由乘法电路35将原信号sin(f·t)和余弦波信号cos(F·t)相乘。其相乘结果成为1/2{sin((f+F)·t)+sin((f-F)·t)}，如果不考虑振幅，则用sin((f+F)·t)+sin((f-F)·t)表示，其中，通过由高通滤波器(HPF)36抽出前者的成分sin((f+F)·t)，可得到被频率偏移的信号。通过把高通滤波器36的截止频率选定在例如要扩展的高频带BH的下限频率附近，可从乘法计算结果中抽出前者的成分。

这里，说明了实施以帧单位计算的量的频率偏移，但也可以例如预先保持根据前一帧的基本周期求出的偏移频率，在该帧内，以使从前一帧的偏移频率连续变化到上述偏移频率的方式，针对每个抽样改变角频率F等。

频率构成推定器122推定变换原信号S的频率成分的大概配置倾向(频率构成)，把其推定结果作为倾向信息SI输出。

下面，参照图4(a)和(b)，说明频率构成推定器122的推定方法的一例。首先，把输入的信号S系列(帧)分割成更小的帧。作为该小帧的长度可以是1ms的程度，但不限于此。在该小帧内实施傅立叶变换。从该傅立叶变换的结果中，抽出在输入的频带限制信号的频率上限(例如3400Hz)和下限(例如300Hz)之间所包含的多个输出值。为了便于说明，在图4(a)和(b)中，表示把傅立叶变换结果配置在频率轴上的示例。

图4(a)表示抽出的输出值为偶数点(4点)的情况。在该情况下，从上限附近的半数的输出值(A3、A4)的平均值UA减去下限附近的半数的输出值(A1、A2)的平均值LA，把其差作为该小帧的变化量d。

图4(b)表示抽出的输出值为奇数点(3点)的情况。在该情况下，求出下限附近的输出值A1和中央的输出值A2的平均值，得到平均输出值LA。另外，求出上限附近的输出值AS和中央的输出值A2的平均值，得到平均输出值UA，把从平均输出值UA减去平均输出值LA的结果，作为该小帧的变化量d求出。另外，在比3点多的情况下，也可以同样地通过求出下限附近的半数的输出值的平均值与上限附近的半数的输出值的平均值的差量，计算出小帧的变化量d。

在1声音帧内计算出所有上述那样的1小帧中的变化量d，把全部小帧的变化量d的平均值作为倾向信息SI输出。

频率构成推定器122的推定方法不限于结合图4说明的方法，只要是可推定出频率构成的倾向的方法，也可以采用其他方法。

构成调整器123对来自频率偏移器121的偏移信号SS，以频率构成推定器122的倾向信息SI为基础，进行频率构成的修正。

图5是表示构成调整器123的内部结构的方框图。在图5中，构成调整器123具有多个倾向赋予滤波器151、...、15n，通过根据倾向信息SI进行切换动作的切换器150选择使偏移信号SS通过的倾向赋予滤波器，进行频率构成的修正。这里，各个倾向赋予滤波器151、...、15n，是使通过后的信号的频率特性相对通过之前的信号的频率特性，具有特定的倾向的滤波器。所谓赋予倾向，相当于随着频率成分的增大，乘以具有线性的各个频率成分的增益。例如，预先准备赋予正倾向的倾向赋予滤波器、赋予负倾向的负倾向赋予滤波器、和不赋予倾向的倾向赋予滤波器(也可以省略该滤波器，而只准备路径)的3种滤波器，根据倾向信息SI是第1规定值(正值)以上的正值、第2规定值(负值)以下的负值、还是小于第1规定值且大于第2规定值的接近0的值，选择使偏移信号SS通过的倾向赋予滤波器。另外，对倾向赋予滤波器的个数、倾向的大小没有限定，可任意选择。另外，也可以使用1个可变倾向赋予滤波器，可变控制其倾向。

如上所述，通过对偏移信号SS赋予倾向，相比单纯把信号向高频部分偏移的信号、和把该偏移的信号单纯衰减的信号，可更突显输入信号的特征。

成分抽出器124从修正信号BS中抽出在合成加法器6中应进行加法运算的成分，并把其结果作为合成高频信号HS输出。该抽出方法，例如可以采用使其通过将通带设定为4000Hz到7000Hz的带通滤波器的方法，但为了改善输出信号的品质，设计者也可以任意设定这些下限频率和上限频率的值。另外，由于只要是抽出高频成分的方法即可，所以，也可以取代带通滤波器，而使其通过将截止频率设定为4000Hz的高通滤波器等。并且，如果能够使用其他功能体来实现该功能，也可以不配置该成分抽出器124，而使其他功能体内部具备该功能。

如上所述，从第1实施方式的高频信号生成器111输出对频率特性赋予了倾向的合成高频信号HS。

在低频信号生成器10中，输入来自抽样频率变换器1的变换原信号S，生成比频带被限制了的频率低的频率成分的信号，并向合成加法器6输出合成低频信号LS。在高频无声部生成器12中，输入来自抽样频率变换器1的变换原信号S，生成合成无声信号US，并输出给合成加法器6。另外，关于低频信号生成器10中的合成低频信号LS、高频无声部生成器12中的合成无声信号US的生成方法，可以使用现有技术。

在合成加法器6中，输入合成低频信号LS、合成高频信号HS、合成无声信号US和变换原信号S，将这些相加，把相加结果作为带宽扩展信号V输出。另外，在合成加法器6中，在把4种信号相加时，也可以使用加权系数进行相加。这里的加权系数可以由设计者以使输出的声音信号的品质成为最佳的方式进行任意设定。另外，在生成各种信号时产生了延迟的情况下，合成加法器6在考虑到该延迟的时间点进行各种信号的加法运算。

[A-3]第1实施方式的效果

根据第1实施方式，由于利用频率构成推定器和构成调整器对合成高频信号附加频率构成的特征，所以作为结果，能够在输出的声音中包含人的声音的频率构成。由此，可提高宽带信号的生成品质。

[B]第2实施方式

下面，参照附图，对本发明的第2实施方式的频带外信号生成装置和频带扩展装置进行详细说明。

对于第2实施方式的频带扩展装置，也可以用在第1实施方式的说明中使用的图2来表示其整体结构。但是，第2实施方式的频带扩展装置，其高频信号生成器(在第2实施方式中使用符号411)的内部结构，特别是高频波生成器(在第2实施方式中使用符号403)的内部结构与第1实施方式不同。

图6是表示第2实施方式的高频波生成器403的内部结构的方框图，其中对于与表示第1实施方式的图1相同或对应的部分，标记相同的符号进行表示。

第2实施方式的高频波生成器403具有频率偏移器121、频率构成推定器122、构成调整器123、成分抽出器124，而且还具有2个平滑化指标生成器425、426、和频率构成平滑器427。

第1平滑化指标生成器425用于接收变换原信号S，输出在频率构成平滑器427中使用的平滑化信息LI。关于平滑化信息LI的生成方法将在后面说明。

第2平滑化指标生成器426用于接收修正信号BS，输出在频率构成平滑器427中使用的修正平滑化信息BLI。关于平滑化信息LI的生成方法将在后面说明。

频率构成平滑器427用于接收修正信号BS，根据平滑化信息LI、修正平滑化信息BLI，实施后述的平滑化处理，然后输出平滑化信号CS。

下面，以和第1实施方式的不同点为中心，对第2实施方式的动作进行说明。第2实施方式与第1实施方式的不同点是高频信号生成器411的内部动作。

第1平滑化指标生成器425计算被输入的变换原信号S中预先设定的频率成分的强度(功率)，把该强度作为平滑化信息LI输出到频率构成平滑器427中。

第2平滑化指标生成器426同样计算被输入的修正信号BS中预先设定的频率成分的强度(功率)，把该强度作为修正平滑化信息BLI输出到频率构成平滑器427中。所谓预先设定的频率成分，例如是，该高频信号生成器411生成的有效的信号的最小频率的成分，可使用3400Hz，但不限于该频率值。

频率构成平滑器427根据平滑化信息LI、和修正平滑化信息BLI，对输入的修正信号BS进行功率调整。该功率调整例如是，根据平滑化信息LI求出的功率除以根据修正平滑化信息BLI求出的功率，放大相当于其结果的功率的处理。其表示对修正信号BS，以预先设定的频率的成分强度进行调整，以使输入到合成加法器6中的由高频信号生成器411生成的合成高频信号HS和变换原信号S的频率构成为连续的。但是，只要使合成高频信号HS和变换原信号S在合成加法器6中，其频率构成为连续的方法即可，频率构成平滑化(连续化)的方法不限于上述的方法。

根据第2实施方式，不仅具有第1实施方式的效果，而且还具有以下的效果。即，由于在生成的合成高频信号与变换原信号之间形成频率构成相连续的连接，所以可进一步提高输出信号的品质。

[C]第3实施方式

下面，参照附图，对本发明的第3实施方式的频带外信号生成装置和频带扩展装置进行说明。

图7是表示第3实施方式的频带扩展装置的整体结构的方框图，对于与第1实施方式的图2相同或对应的部分标记相同的符号进行表示。图8是表示高频信号生成器211的详细结构的方框图，对于与第1实施方式的图1相同或对应的部分标记相同的符号进行表示。

在图7中，在第3实施方式的频带扩展装置200中，第1实施方式中的高频信号生成器111和高频无声部生成器12的部分被置换成具有图8所示的详细结构的高频信号生成器211。

在图8中，高频信号生成器211具有周期推定器5和高频部波形生成器203，高频部波形生成器203具有频率偏移器121、高频无声波形生成器221、频率构成推定器222、构成调整器123、223、和成分抽出器124、224。频率偏移器121、构成调整器123和成分抽出器124与第1实施方式中的相同。

高频部信号生成器203用于接收变换原信号S，根据基本周期信息HPI，输出合成高频信号HS、和合成无声信号US。

频率构成推定器222用于接收变换原信号S，推定该变换原信号S的频率构成，把其结果作为倾向信息SI输出。在第3实施方式的情况下，频率构成推定器222还把倾向信息SI提供给与高频无声相关的构成调整器223。

高频无声波形生成器221用于接收变换原信号S，生成并输出无声波形原信号USS。作为该生成方法，可使用高频无声波形的现有的生成方法。

构成调整器223用于接收无声波形原信号USS，根据倾向信息SI，输出被赋予了倾向特性的修正信号UBS。构成调整器223具有与第1实施方式中说明的构成调整器123相同的结构。

成分抽出器224用于接收修正信号UBS，通过成分抽出处理获得合成无声信号US并输出。成分抽出器224具有与第1实施方式中说明的成分抽出器124相同的结构。

下面，对于第3实施方式的动作，以与第1、第2实施方式的不同点为中心进行说明。第3实施方式与第1、第2实施方式的不同点在于，高频信号生成器211内部的高频部波形生成器203的动作。

频率构成推定器222与第1实施方式同样，推定被输入的变换原信号S的频率构成，并把其作为倾向信息SI输出。第3实施方式中推定的倾向信息SI也可以如第1实施方式那样，是以频率构成为倾向进行近似的信息。

频率偏移器121对输入的变换原信号S频率偏移与基本周期HPI对应的频率大小，并输出偏移信号SS。

高频无声波形生成器221生成高频部分的无声部分的波形，即无声波形原信号USS。该高频无声波形生成器221也可以与在第1实施方式中说明的高频无声部生成器12相同，只要可生成高频部分中的无声信号，也可以采用以往的生成方法。例如，也可以通过使频率偏移器121的输出通过用于平均化频谱的平均值滤波器，来生成无声信号。

各个构成调整器123、223分别对输入的偏移信号SS、无声波形原信号USS的频率构成，采用与第1实施方式相同的方法，赋予倾向信息SI所指示的倾向，把被调整了频率构成的修正信号BS、UBS提供给对应的成分抽出器124、224。关于各个构成调整器123、223中的倾向特性的赋予，采用预先设定的方式。例如，构成调整器123对输入的偏移信号SS，如果倾向信息SI为正的倾向，则使其通过使倾向上升变化的倾向赋予滤波器，如果倾向信息SI为负的倾向，则使其通过使倾向下降变化的倾向赋予滤波器。而构成调整器223与构成调整器123相反，在倾向信息SI为正倾向的情况下，使其通过倾向下降变化的倾向赋予滤波器，如果倾向信息SI为负的倾向，则使其通过使倾向上升变化的倾向赋予滤波器。由此，能够使整体的音量感不发生急剧变化。

各个成分抽出器124、224进行与第1实施方式相同的处理。成分抽出器224优选抽出与从高频无声部生成器12输出的频带相同的成分。

根据第3实施方式，在获得第1实施方式的效果的基础上，可获得以下的效果。即，通过统一地进行合成无声信号和合成高频信号的生成动作，同时生成适合于输入的信号的合成高频信号和合成无声信号，使该2个信号具有相互关联，从而可进一步提高音质。

[D]第4实施方式

下面，参照附图，对本发明的频带外信号生成装置和频带扩展装置的第4实施方式进行详细说明。

图9是表示第4实施方式的频带扩展装置的整体结构的方框图，对于与第3实施方式的图7中的相同、或对应的部分标记相同的符号进行表示。

在图9中，第4实施方式的频带扩展装置300在第3实施方式的结构的基础上，还具有信号强调器307。另外，高频信号生成器311与第3实施方式同样，由周期推定器5和高频部波形生成器203构成，但与第3实施方式不同点是，向周期推定器5输入的输入信号是来自信号强调器307的强调信号ES。

信号强调器307用于接收频带限制信号DC，强调该频带限制信号DC中包含的特性，并把强调信号ES提供给周期推定器5。该信号的强调(明确化)只要是通过被作为后级的周期推定器5的周期推定的预处理来进行，可提高周期推定的精度的处理即可。例如，也可以实施基于LPC(线性预测分析)滤波器的频率构成的平坦化，除去频率包络的特征等。但是，该处理只要是为了提高周期推定精度的目的即可，不限于利用LPC滤波器的处理。

根据第4实施方式，在获得第1实施方式的效果的基础上，还可获得以下的效果。即，由于将输入到周期推定器的信号作为强调了原始信号的特征的信号，所以可提高周期推定的性能，可提高频率偏移后的信号的品质，其结果提供宽带信号的品质。

[E]上述实施方式的变形例

在上述各个实施方式中，说明了生成3种扩展信号并进行合成的方式，但扩展信号的种类数目不限于3种，例如，也可以只进行高频的频带扩展。

另外，扩展信号的频带不限于上述各个实施方式。例如，也可以是能够指定任意频带的方式(可指定高频、低频)，其结果，扩展后的宽带信号可以超出电话频带，也可以在电话频带的范围内。

另外，在上述各个实施方式中，说明了并列生成并合成多个扩展用信号的结构，但也可以对每个成分顺序(直列)进行频带扩展。例如，图10表示针对第1实施方式的技术思想，应用了这样的技术的情况下的整体结构。在该变形例中，构成为根据合成了高频信号HS和高频无声信号US的合成信号MV，输出包含由低频信号生成器10生成的低频信号的宽宽带信号V。

并且，在上述各个实施方式中，说明了把变换原信号的频率构成作为将频带2分割的各个频带的平均电平之差来获得，并对频率偏移信号的频谱赋予倾向的结构，但也可以使用其他的构成检测方法，并根据该检测方法改变调整方法。例如，作为变换原信号的频率构成，可以取得频谱的包络线信息，以使与该包络线的外插线相一致的方式调整频率偏移信号的频率构成。

在上述第4实施方式中，说明了把来自信号强调器的强调信号提供给周期推定器的结构，但也可以还提供给其他的构成要素。例如，也可以由低频信号生成器把来自信号强调器的强调信号作为输入信号进行处理，另外，也可以构成为可选择变换原信号或强调信号作为向低频信号生成器的输入信号。

在上述各个实施方式中，说明了在高频信号的生成中应用了本发明的特征的情况，但也可以在低频信号的生成中应用本发明的特征。

也可以将上述各个实施方式中的技术思想特征进行任意组合来构成频带扩展装置。例如，第4实施方式是在第3实施方式的结构中导入了设置信号强调器的技术思想的方式，但也可以在第1或第2实施方式的结构中设置信号强调器来构成频带扩展装置。

另外，在上述各个实施方式中，说明了处理对象的信号是声音信号的情况，但在其他周期性信号(例如图像信号)的频带扩展中也可以应用本发明。另外，输入信号所经由的网络也不限于一般的电话公用网，也可以是IP网络等其他网络。

并且，在上述各个实施方式的说明中，说明了各个部分由硬件构成的情况，但也可以由软件来实现各个部分的全部或一部分。

Claims (7)

1.一种频带外信号生成装置，其根据频带被限制了的频带限制信号，生成包含该被限制的频带以外的频率成分的频带外信号，其特征在于，具有：

频率构成推定单元，其推定上述频带限制信号的频率构成；

频带外原信号生成单元，其根据上述频带限制信号，生成包含频带外的频率成分的频带外原信号；

频率构成调整单元，其根据由上述频率构成推定单元推定的上述频带限制信号的频率构成，调整上述频带外原信号的频率构成；以及

成分抽出单元，其抽出被调整了频率构成的上述频带外原信号中的规定频带，获得上述频带外信号。

2.根据权利要求1所述的频带外信号生成装置，其特征在于，还具有，

判定上述频带限制信号的信号强度的第1指标生成单元；

判定上述频带外原信号的信号强度的第2指标生成单元；以及

频率构成平滑单元，其根据上述第1和第2指标生成单元的判定结果，调整从上述频率构成调整单元输出的频率构成被调整了的上述频带外原信号的信号强度，并提供给上述成分抽出单元。

3.根据权利要求1所述的频带外信号生成装置，其特征在于，

上述频带外原信号生成单元根据对上述频带限制信号的频率偏移，生成上述频带外原信号。

4.根据权利要求3所述的频带外信号生成装置，其特征在于，

具有推定上述频带限制信号的基本周期的周期推定单元，

上述频带外原信号生成单元根据上述推定的基本周期，改变频率偏移的偏移量。

5.根据权利要求4所述的频带外信号生成装置，其特征在于，

对上述周期推定单元的输入信号是与上述频带限制信号不同的信号。

6.根据权利要求4所述的频带外信号生成装置，其特征在于，

对上述周期推定单元的输入信号是强调了上述频带限制信号的特征的信号。

7.一种频带扩展装置，包括：根据频带被限制了的频带限制信号，生成包含该被限制的频带以外的频率成分的频带外信号的频带外信号生成装置，并且通过合成上述频带限制信号和上述频带外信号，获得包含超过了上述频带限制信号的限制的频率成分的宽带信号，其特征在于，

应用了权利要求1所述的频带外信号生成装置作为上述频带外信号生成装置。

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