CN102855879A - 信号处理装置、信号处理方法及程序 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种信号处理装置、信号处理方法及程序，该信号处理装置包括：滤波器单元，通过全通滤波器对抽除一部分频率分量而产生的音频信号进行滤波，并且输出其滤波结果作为改善分量，以改善所述音频信号的音质；和加法器，通过将所述改善分量叠加到所述音频信号而产生所述音频信号的音质被改善了的改善的声音。

Description

信号处理装置、信号处理方法及程序
技术领域
本发明涉及一种信号处理装置、信号处理方法以及程序，并具体涉及一种能适当改善音频信号音质的信号处理装置、信号处理方法以及程序，其中，所述音频信号可通过例如抽除一部分频率分量而产生。
背景技术
在传输音频信号或者将其记录在记录媒介中时，对音频信号进行了编码以减少音频信号的数据量。
在对音频信号进行编码时，可通过删除例如高频频率分量中的一部分频率分量，来减少音频信号的数据量。
因此，通过对音频信号进行编码获得的经编码数据进行解码，由此获得的信号缺乏原声(即编码前的音频信号)高频频率分量，并且破坏了临场感，产生了低沉的声音，从而造成音质下降。
因此，本发明提出了一种基于通过对经编码数据进行解码而获得的信号的低频频率分量，进行频带扩展(生成高频频率分量)而再现高音质信号的方法(参见例如日本专利申请特开No.2008-139844)。
发明内容
顺便提及，需要提出一种能适当提高音频信号音质的技术，这种音频信号是利用例如掩蔽效果提取原声(若干频率中)的一部分频率分量而产生的。
鉴于上述情形，本发明提出了这种技术，该技术能适当改善通过提取(若干频率中的)一部分频率分量而产生的音频信号的音质。
根据本发明一个方面的信号处理装置和程序是如下信号处理装置和可使计算机起到如下信号处理装置作用的程序，该信号处理装置包括：滤波器单元，通过全通滤波器对抽除一部分频率分量而产生的音频信号进行滤波，并且输出其滤波结果作为改善分量，以改善所述音频信号的音质；和加法器，通过将所述改善分量叠加到所述音频信号来产生所述音频信号的音质被改善了的改善的声音。
根据本发明一方面的信号处理方法包括以下步骤：通过全通滤波器对抽除一部分频率分量而产生的音频信号进行滤波，并且输出其滤波结果作为改善分量，以改善所述音频信号的音质；以及通过将所述改善分量叠加到所述音频信号生成所述音频信号的音质被改善了的改善的声音。
根据本发明的一方面，通过全通滤波器对提取一部分频率分量而产生的音频信号进行滤波，并且输出其滤波结果作为改善分量，以改善所述音频信号的音质。然后，通过将所述改善分量叠加到所述音频信号来生成所述音频信号的音质被改善了的改善的声音。
信号处理装置可以是独立的装置或者是构成一个装置的内部组块。
可通过传输介质传输程序或将程序记录在记录媒体中的方式提供程序。
根据本发明的一方面，可适当提高通过提取一部分频率分量产生的音频信号的音质。
附图说明
图1是示出本发明适用的音频播放器实施例的配置实例的方框图；
图2是示意性地示出原声和解码输出的声音的频率特性的示图。
图3是示意性地示出音质改善处理之后解码输出的声音的频率特性的示图；
图4是示出信号处理单元23中包含的执行音质改善处理的音质改善装置的配置实例的方框图；
图5是示出音质改善装置执行的处理(音质改善处理)的流程图；
图6是示出滤波器单元31的配置实例的方框图；
图7是示出音质改善装置执行的音质改善处理的示图；
图8是示出全通滤波器的输入信号与输出信号的示图；
图9是示出原声、解码的输出声音以及经改善的声音的波形图；
图10是示出处理双声道解码输出的声音的音质改善装置的第一配置实例的方框图；
图11是示出构成全通滤波器组块53L的全通滤波器53Li的输出的频率特性的示图；
图12是示出处理双声道解码输出的声音的音质改善装置的第二配置实例的方框图；
图13是示出处理双声道解码输出的声音的音质改善装置的第三配置实例的方框图；
图14是示出处理双声道解码输出的声音的音质改善装置的第四配置实例的方框图；
图15是示出处理双声道解码输出的声音的音质改善装置的第五配置实例的方框图；
图16是示出本发明适用的计算机实施例的配置实例的方框图。
具体实施方式
下文将参照附图详细描述本发明的优选实施例。注意，在本说明书和附图中，具有基本相同的功能和结构的结构元件用相同的参考符号表示，并且省略了对这些结构元件的重复解释。
【本发明适用的音频播放器的实施例】
图1是示出本发明适用的音频播放器实施例的配置实例的方框图。
在图1中，音频播放器包括用于再现音频信号的获取单元21、解码器22、信号处理单元23、扬声器24和控制单元25。
获取单元21从记录媒介或传输媒介获取对乐曲、电视广播节目声音等的音频信号进行编码而产生的经编码数据，并且将这些经编码数据提供给解码器22。
也就是说，获取单元21具有一个驱动器，例如光盘(例如，蓝光(注册商标)光盘)或存储卡(例如，记忆棒(注册商标))可以插入该驱动器。获取单元21通过再现(读取)来自插入驱动器的记录媒介的经编码数据，获取记录在记录媒介中的经编码数据，并且将该数据提供给解码器22。
获取单元21还包括例如网卡和调谐器。获取单元21通过接收经由诸如互联网、陆地信号或卫星波等传输媒介而来的经编码数据来获取经编码数据，并且将经编码数据提供给解码器22。
获取单元21获取的经编码数据是通过例如编码获得的，该编码至少执行抽除原声的一部分频率分量的处理，该原声是原始音频信号。
在对原声进行编码时，利用例如掩蔽效果抽除了不太可能被听众感知其抽除的频率分量(由于掩蔽效果而听众较难听见的频率分量)。
上述原声编码方法例如包括AAC(高级音频编码)、mp3(动态影像专家压缩标准(MPEG)音频层3)、AC3(音频编码3)和dts(数字影院系统)。
解码器22解码从获取单元21提供的经编码数据，并且将结果音频信号(以下也称为解码的输出声音)提供给信号处理单元23。
信号处理单元23对来自解码器22的解码的输出声音执行音质改善处理，以改善音质并执行其他信号处理，并向扬声器24输出结果音频信号。是否执行音质改善处理例如可根据用户的操作进行设置。
扬声器24输出来自信号处理单元23的音频信号(与其相应的声音)。
控制单元25控制构成音频播放器的每个组块。
【解码输出的声音的频率特性】
图2是示意性地示出原声和解码输出的声音的频率特性(振幅特性)的示图。
图2A示出了原声的频率特性，图2B示出了解码输出的声音的频率特性。
如参照图1所述，在对原声进行编码的过程中利用掩蔽效果抽除了一部分原声，因此，通过解码对原声进行编码获得的经编码数据而产生的解码输出的声音的频率特性(图2B)，是通过从原声的频率特性(图2A)抽除若干频率(齿拔状态)中的频率分量获得的频率特性。
即使利用了掩蔽效果，原声(若干频率中)的一部分频率分量被抽除，因此，如果听众听到的解码的输出声音如当前这样，则听众也可能会不满。
为防止听众对音质感到不满，有必要执行某种音质改善处理，以改善解码的输出声音的音质。
图3是示意性地示出音质改善处理之后解码输出的声音的频率特性的示图。
在图3中，执行了音质改善处理，其中解码输出的声音的频率分量被抽除了的频率通过例如经编码数据的编解码信息(经编码数据中包含的有关为获得经编码数据而进行的编码的信息)被识别出，抽除的频率分量的振幅(能量)通过考虑谐波分量、包络线等被评估出，并且图3中以斜线表示并且振幅被评估出的频率分量(振幅分量)被插在频率轴线上频率分量被抽除的频率处。
但是，为从编解码信息识别出频率分量被抽除的频率，有必要解释每种编码方法的不同代码信息。
此外，在该音质改善处理过程中，通过考虑解码输出的声音的谐波分量、包络线等等来评估抽除的频率分量的振幅，并且在频率轴线上插入了频率分量，这就频繁地出现了不利效果，例如音质改善处理后的解码输出的声音成为不自然的声音或者该声音带有额外的附带音。
因此，图1中的信号处理单元23执行音质改善处理，以适当改善通过抽除一部分频率分量而产生的解码输出的声音的音质。
【音质改善装置的配置实例】
图4是示出图1信号处理单元23包含的用于执行音质改善处理的音质改善装置的配置实例的方框图。
在图4中，音质改善装置包括滤波器单元31、放大器32和加法器33。
来自解码器22(图1)的解码输出的声音提供给滤波器单元31和加法器33。
滤波器单元31利用全通滤波器对来自解码器22的解码输出的声音，即抽除(若干频率处的)一部分频率分量所产生的音频信号(线性PCM(脉冲码调制))进行滤波，并且输出滤波结果作为用于改善解码输出的声音的音质的改善分量。滤波器单元31输出的改善分量提供给放大器32。
放大器32将来自滤波器单元31的改善分量放大(衰减)α倍，并且将该分量提供给加法器33，其中α是以式0＜α＜1表示的范围内值的MIX系数。
加法器33产生并输出改善的声音，该改善的声音通过如下方式获得：将来自放大器32的改善分量叠加到来自解码器22的解码输出的声音，从而改善解码输出的声音的音质。也就是说，加法器33将解码输出的声音叠加到(α倍的)改善分量并输出叠加结果作为通过改善解码输出的声音的音质而获得的改善的声音。
图5是图4中音质改善装置执行的程序(音质改善处理)流程图。
在步骤S11中，滤波器单元31利用全通滤波器通过对来自解码器22的解码输出的声音进行滤波而产生改善分量，并且将该改善分量提供给放大器32，之后，该处理进行到步骤S12。
在步骤S12中，放大器32将来自滤波器单元31的改善分量的增益(振幅)调节到α倍，并且将该增益提供给加法器33，之后，该处理进行到步骤S13。
在步骤S13中，加法器33通过将来自放大器32的改善分量与来自解码器22的解码输出的声音相加而产生并输出改善的声音。
【滤波器单元31的配置实例】
图6是示出图4中滤波器单元31的配置实例的方框图。
在图6中，滤波器单元31包括加法器41、延迟单元42、加法器43和放大器44、45，并且组成全通滤波器。
假设全通滤波器将要滤波的(数字)信号称作输入信号，全通滤波器对输入信号滤波所获得的(数字)信号称作输出信号，输入信号被提供给加法器41。
加法器41将输入信号与放大器45提供的信号叠加，并且输出结果叠加值。加法器41输出的叠加值被提供给延迟单元42和放大器44。
延迟单元42例如包括多个寄存器，并且在与抽头数量n相应的延迟量(时间)之后输出来自加法器41的叠加值作为延迟信号，抽头数量是构成延迟单元42的寄存器数量。从延迟单元42输出的延迟信号被提供给加法器43和放大器45。
加法器43将来自延迟单元42的延迟信号与放大器44提供的信号叠加，并且输出结果叠加值作为输出信号。
放大器44将来自加法器41的叠加值放大(衰减)g倍(0＜g＜1)，并且将经放大的叠加值提供给加法器43。
放大器45将来自延迟单元42的延迟信号放大(衰减)-g倍，并且将经放大的延迟信号提供给加法器41。
以上述方式配置且作为滤波器单元31的全通滤波器允许全频带输入信号通过并且仅仅改变其相位。因此，从滤波器单元31输出的输出信号例如是具有与输入信号相同的振幅特性但是与输入信号不同的相位特性的信号。
【音质改善装置执行的音质改善处理】
图7是示出图4中音质改善装置执行的音质改善处理的示图。
图7A示意性地示出了解码输出的声音的频率特性(振幅特性)，图7B示意性地示出了滤波器单元31获得的改善分量的频率特性，图7C示意性地示出了加法器33获得的改善的声音的频率特性。
在音质改善装置中，滤波器单元31中的全通滤波器通过对解码输出的声音(图7A)在时间轴上进行滤波处理来产生改善分量。
0065结果，获得了与解码输出的声音相关的信号(自然畸变分量)作为改善分量。
然后，在音质改善装置中，放大器32将改善分量放大(衰减)α(小于1)倍，并且加法器33将改善分量叠加到解码输出的声音以确定改善的声音。
也就是说，音质改善装置通过在时间轴上将略有(α倍的)改善的分量(图7B)叠加到解码输出的声音(图7A)而产生在图7C中的改善的声音。
作为滤波器单元31的全通滤波器允许全频带输入信号通过并且仅仅改变其相位。因此，在稳态下，作为全通滤波器的输入信号的解码的输出声音中不存在的频率分量不会出现在作为全通滤波器的输出信号的改善分量中。
然而，在图7B中，解码输出的声音中不存在的频率分量出现在(α倍的)改善分量中。这是由过渡现象造成的。以下将参照图8描述改善分量中出现解码输出的声音中不存在的频率分量。
图8是示出全通滤波器的输入信号与输出信号的示图。
图8A示出了作为全通滤波器输入信号的正弦波，该正弦波从预定时间t0开始。
图8B和图8C示出了全通滤波器对图8A中的输入信号进行滤波而获得输出信号的频率特性(振幅特性)。
图8B示出了在对正弦波在t0开始之后立即处于过渡段b1中的输入信号进行滤波时的输出信号的频率特性，在过渡段中，输出信号发生过渡现象。
图8C示出了在对正弦波开始之后处于稳态段b2中的输入信号进行滤波时的输出信号频率特性，在稳态段b2中，输出信号处于稳态。
可以验证，正弦波的频率分量相对于图8B过渡段b1中的输出信号而言发生了畸变，而正弦波的频率分量相对于图8C稳态段b2中的输出信号而言没有发生畸变。
在过渡段b1中，如上所述，如图8B所示，正弦波的频率分量发生了畸变，并且除了正弦波的频率分量之外，还出现了正弦波的频率分量的周边频率的频率分量。
出现在正弦波的频率分量的周边频率处的频率分量非常有助于作为改善分量来改善解码输出的声音的音质。
因有必要在时间上尽可能接近于解码输出的声音被全通滤波器滤波以产生改善分量而将改善分量叠加到解码输出的声音，与组成作为滤波器单元31的全通滤波器(图6)的延迟单元42的抽头数量n相应的延迟量需为足够短的时间。
因此，延迟单元42(图6)的延迟量例如是等于或小于作为对原声进行编码(通过扩展进行解码)时的处理单位的一帧的长度的时间。
图9是示出原声、解码输出的声音以及改善的声音的波形图。
图9A示出了原声，图9B示出了通过编码并且解码图9A的原声获得的解码输出的声音。图9C示出了通过图4中的音质改善装置对图9B中的解码输出的声音执行音质改善处理而获得的改善的声音。
可以验证，与图9A中的原声相比，图9B中的解码输出的声音处于所谓的附带声音和影响声音音响(timbre)的包络线的微弱状态(声音的微弱状态)。
还可以验证，对于图9C中改善的声音而言，包络线被修复(重建)为接近于图9A中的原声的状态。
根据图4中的音质改善装置，如上所述，全通滤波器对解码器22输出的解码输出的声音进行滤波，并且结果改善分量被叠加到解码输出的声音以产生改善的声音，因此，可适当地改善解码输出的声音的音质。
也就是说，如果例如通过在频率轴上对解码输出的声音插入能量而产生改善的声音，改善的声音就可能失去声音平衡，或者改善的声音可能是不自然的声音。
另一方面，当全通滤波器通过对解码输出的声音进行滤波而获得的改善分量被叠加到解码输出的声音(在时间轴上)时，改善的声音就不会失去声音平衡，并且改善的声音不会是不自然的声音。
根据图4中音质改善装置，如参照图9所述，将改善声音的包络线修复为接近原声的状态，因此可减轻由于在编码原声过程中抽除一部分频率分量引起的声音微弱状态所导致的所谓的元音拉长(pull of vocal)等现象。
另外，由于修复(整理)了改善声音的包络线，声像的定位变得清晰，所以可获得与原声接近的宽广音场(特别是周边)。
此外，图4中的音质改善装置执行的音质改善处理可以在轻负荷的条件下迅速执行。也就是说，如果图4中的音质改善装置通过利用例如由Analog Devices制造的处理器ADSP-21488进行配置，则音质改善处理可以约4MIPS(每秒数百万条指令)的速率执行，并且约3KB容量的存储器足够用于音质改善处理。
另外，图4中的音质改善装置执行的音质改善处理不利用编解码信息执行，并且是在解码器22之后的时间轴上进行后处理，因此，无论使用哪种原声编码方法，都可以对通过抽除(若干频率中的)一部分频率分量而产生的解码输出的声音进行处理。
【音质改善装置的其它配置实例】
图10是示出了处理由L(左)声道和R(右)声道组成的双声道解码输出的声音的音质改善装置的第一配置实例的方框图。
在图10中，音质改善装置对左声道的解码输出的声音(以下也称为左声道解码输出的声音)和右声道的解码输出的声音(以下也称为右声道解码输出的声音)均执行音质改善处理，以输出通过改善左声道解码输出的声音而获得的左声道改善的声音和通过改善右声道解码输出的声音而获得的右声道改善的声音。
在图10的音质改善装置中，为左声道和右声道均提供了两个由三个级联的全通滤波器组成的系统，并且非对称地(对于左声道和右声道而言)提供了左声道到右声道的串音路径以及右声道到左声道的串音路径。
因此，在图10的音质改善装置中，对左声道解码输出的声音和右声道解码输出的声音执行了不对称处理。
也就是说，在图10中，音质改善装置包括放大器51L、51R、加法器52L、52R、全通滤波器53L1、53R1、53L2、53R2、53L3、53R3、54L1、54R1、54L2、54R2、54L3、54R3、加法器55L、55R、放大器56L、56R、和加法器57L、57R。
在图10的音质改善装置中，左声道解码输出的声音被提供给放大器51R、加法器52L、全通滤波器53L1和加法器57L，并且右声道解码输出的声音被提供给放大器51L、加法器52R、全通滤波器53R1和加法器57R。
放大器51L将右声道解码输出的声音放大K(例如：0.1)倍，并且将该放大的右声道解码输出的声音提供给加法器52L。
加法器52L将来自放大器51L的右声道解码输出的声音叠加到左声道解码输出的声音，并且将结果叠加值提供给全通滤波器54L1至54L3级联的全通滤波器组块54L的第一级全通滤波器54L1。
全通滤波器53L1是全通滤波器53L1至53L3级联的全通滤波器组块53L的第一级全通滤波器，并且全通滤波器53L1对左声道解码输出的声音进行滤波，以将滤波结果提供给下一级全通滤波器53L2。
全通滤波器53L1至53L3、全通滤波器53R1至53R3、全通滤波器54L1至54L3以及全通滤波器54R1至54R3的配置方式与图6中所示的滤波器单元31的全通滤波器相同。
在图10中，代表全通滤波器53Li的组块中示出的(N#j，G#j)表示构成全通滤波器53Li的延迟单元42(图6)的延迟量n是N#j，并且放大器44(以及放大器45)的增益g是G#j。
这也适用于代表全通滤波器53Ri、54Li、54Ri的组块。
因此，在图10中，全通滤波器53Li的延迟量n和增益g分别是N#i和G#i，与全通滤波器54Ri的延迟量n和增益g匹配。
同样在图10中，全通滤波器54Li的延迟量n和增益g分别是N#(i+3)和G#(i+3)，与全通滤波器53Ri的延迟量n和增益g匹配。
全通滤波器53L2对来自上一级全通滤波器53L1的滤波结果进行滤波，以将滤波结果提供给下一级全通滤波器53L3。
全通滤波器53L3对来自上一级全通滤波器53L2的滤波结果进行滤波，以将滤波结果提供给加法器55L。
全通滤波器54L1对来自加法器52L的叠加值进行滤波，以将滤波结果提供给下一级全通滤波器54L2。
全通滤波器54L2对来自上一级全通滤波器54L1的滤波结果进行滤波，以将该滤波结果提供给下一级全通滤波器54L3。
全通滤波器54L3对来自上一级全通滤波器54L2的滤波结果进行滤波，以将滤波结果提供给加法器55L。
加法器55L将来自全通滤波器53L3的滤波结果与来自全通滤波器54L3的滤波结果叠加，以将结果叠加值提供给放大器56L作为改善分量。
放大器56L将来自加法器55L的改善分量放大α(例如0.1)倍，并且将放大的改善分量提供给加法器57L。
加法器57L将来自放大器51L的改善分量叠加到左声道解码输出的声音，并且输出结果叠加值作为左声道改善的声音。
放大器51L、加法器52L、(全通滤波器53L1至53L3构成的)全通滤波器组块53L、(全通滤波器54L1至54L3构成的)全通滤波器组块54L以及加法器55L对应于图4中的滤波器单元31。
如果把与滤波器单元31相应的加法器52L、全通滤波器组块53L、54L以及加法器55L称作相应的滤波器单元，则相应的滤波器单元中的全通滤波器组块53L将左声道解码输出的声音作为左声道解码输出的声音和右声道解码输出的声音中的一个声道的音频信号进行滤波。
同样，在相应的滤波器单元中，加法器52L将放大器51L输出的右声道解码输出的声音作为另一个声道的音频信号叠加到左声道解码输出的声音以产生串音，并且全通滤波器组块54L对结果串音信号进行滤波。
然后，加法器55L将全通滤波器53L对左声道解码输出的声音的滤波结果与全通滤波器53L对串音信号的滤波结果叠加，并且输出结果叠加值作为左声道解码输出的声音的改善分量。
在放大器51R、加法器52R、构成全通滤波器组块53R的全通滤波器53R1至53R3、构成全通滤波器组块54R的全通滤波器54R1至54R3、加法器55R、放大器56R以及加法器57R中，使用了右声道解码输出的声音，而非左声道解码输出的声音，并且除使用右声道解码输出的声音而非左声道解码输出的声音这一点之外，执行与放大器51L至加法器57L相同的处理。
在图10中，构成对左声道解码输出的声音进行滤波的全通滤波器组块53L的全通滤波器53Li的延迟量n和增益g分别是N#i和G#i，并且构成对由右声道解码输出的声音到左声道解码输出的声音的串音产生的串音信号进行滤波的全通滤波器组块54L的全通滤波器54Li的延迟量n和增益g分别是N#(i+3)和G#(i+3)。
另一方面，构成对右声道解码输出的声音进行滤波的全通滤波器组块53R的全通滤波器53Ri的延迟量n和增益g分别是N#(i+3)和G#(i+3)，并且构成对由左声道解码输出的声音到右声道解码输出的声音的串音产生的串音信号进行滤波的全通滤波器组块54R的全通滤波器54Ri的延迟量n和增益g分别是N#i和G#i。
在图10中，如上所述，构成对左声道解码输出的声音进行滤波的全通滤波器组块53L的全通滤波器53Li的延迟量n和增益g，与组成对右声道解码输出的声音进行滤波的全通滤波器组块53R的全通滤波器53Ri的延迟量n和增益g不相配。
另外，在图10中，构成对由左声道解码输出的声音和右声道解码输出的声音的串音产生的串音信号进行滤波的全通滤波器组块54L的全通滤波器54Li的延迟量n和增益g，与构成对由右声道解码输出的声音和左声道解码输出的声音串音产生的串音信号进行滤波的全通滤波器组块54R的全通滤波器54Ri的延迟量n和增益g不相配。
因此，在图10中，对左声道解码输出的声音和右声道解码输出的声音执行不对称的处理(这里指对延迟量n和增益g不相配的全通滤波器进行的滤波处理)。
例如，可分别采用0.6484、0.6016和0.5391作为增益G#1、G#2和G#3，并且，可以分别采用与增益G#1、G#2和G#3相同的值作为增益G#4、G#5和G#6。
例如，可分别采用97抽头(样本)、61抽头和43抽头作为延迟量(抽头数量)N#1、N#2和N#3，并且，可采用89抽头、67抽头和41抽头作为延迟量N#4、N#5和N#6。
顺便提及，AAC的一帧有1024个样本，mp3的一帧有576个样本。在DVD的标准速率48kHz/384kbps下，AC3的一帧有768个样本，并且DVD使用的dts的一帧有512个样本。
例如，如果分别采用上述97抽头、61抽头和43抽头作为延迟量N#1、N2和N#3，则不论使用哪种编码方法，全通滤波器53L和54R的延迟量总和N#1+N#2+N#3变成等于或小于帧长度的时间。
类似地，如果分别采用上述89抽头、67抽头和41抽头作为延迟量N#4、N#5和N#6，则不论使用哪种编码方法，全通滤波器54L和53R的延迟量总和N#4+N#5+N#6变成等于或小于帧长度的时间。
顺便提及，全通滤波器53L、53R、54L、54R的延迟量和增益不限于上述值。这也适用于放大器51L、51R的增益K以及放大器56L、56R的增益α。
在图10中，产生了左声道解码输出的声音和右声道解码输出的声音中的一个到另一个的串音，但是这种串音是不需要的。
另外，在图10中，对左声道解码输出的声音和右声道解码输出的声音执行了不对称的处理，但是可对左声道解码输出的声音和右声道解码输出的声音执行对称处理(完全相同的处理)。
同样在图10中，全通滤波器组块53L、53R、54L、54R是通过级联三个全通滤波器形成的，但是全通滤波器组块53L、53R、54L、54R可以由一个全通滤波器形成，或通过级联除三个全通滤波器以外的多个全通滤波器形成。
如果全通滤波器组块53L是通过级联多个全通滤波器形成的(这也适用于全通滤波器组块53R、54L、54R)，就可获得在过渡期畸变更均匀分布的改善分量。
图11示出了构成图10所示的全通滤波器组块53L的全通滤波器53Li的输出的频率特性(振幅特性)。
也就是说，图11A示出了构成全通滤波器组块53L的第一级全通滤波器53L1的输出的频率特性，图11B示出了第二级全通滤波器53L2的输出的频率特性，而图11C则示出了末级全通滤波器53L3的输出的频率特性。
全通滤波器53L1的输入是图8A中所示的正弦波，并且自预定时间t0开始，而图11中所有的频率特性均示出了过渡段b1的频率特性。
通过图11可验证，全通滤波器的输出越晚，频率分量的畸变就越均匀(在正弦波频率分量的周边频率处出现变化细微的频率分量)。
图12是示出处理由L(左)声道和R(右)声道组成的双声道解码输出的声音的音质改善装置的第二配置实例的方框图。
在图12中，与图10中相应的元件使用相同的参考符号，并且在适当的时候省略了其描述。
图12中的音质改善装置与图10的共有部分包括放大器51L至加法器55L、57L以及放大器51R至加法器55R、57R。
然而，图12中的音质改善装置与图10的音质改善装置的不同之处在于：放大器61L设置在全通滤波器组块53L之前，并且放大器62L设置在全通滤波器组块54L之前，而不是放大器56L设置在加法器55L之后，并且还有放大器61R设置在全通滤波器组块53R之前，放大器62R设置在全通滤波器组块54R之前，而不是放大器56R设置在加法器55R之后。
放大器61L、62R将输入到其中的信号放大α1倍之后将其输出。
放大器62L、61R将输入到其中的信号放大α2倍之后将其输出。
放大器61L、62R的增益α1与放大器62L、61R的增益α2在α处匹配，图12中的音质改善装置基本上与图10中的音质改善装置相当。
在图12的音质改善装置中，左声道解码输出的声音以及由右声道解码输出的声音到左声道解码输出的声音的串音所引起串音信号对改善分量的效果，可分别通过左声道中的增益α1、α2进行调节。这也适用于右声道。
图13是示出处理由L(左)声道和R(右)声道组成的双声道解码输出的声音的音质改善装置的第三配置实例的方框图。
在图13中，与图10和12中相应的元件使用相同的参考符号，并且在适当的时候省略了其描述。
图13中的音质改善装置与图12的音质改善装置的共有部分包括放大器51L至加法器55L、57L、放大器61L、62L以及放大器51R至加法器55R、57R、放大器61R、62R。
图13中的音质改善装置与图12中的音质改善装置的不同之处在于：图13中的放大器56L设置在加法器55L之后，并且图13中的放大器56R设置在加法器55R之后。
因此，与图12中一样，在图13的音质改善装置中，左声道解码输出的声音以及由右声道解码输出的声音到左声道解码输出的声音的串音所引起的串音信号对改善分量的效果，可分别通过左声道中放大器61L的增益α1和放大器62L的增益α2进行调节。
另外，在图13的音质改善装置中，改善分量对左声道中左声道改善的声音效果可通过放大器56L的增益α进行调节。
这也适用于右声道。
图14是示出处理由L(左)声道和R(右)声道组成的双声道解码输出的声音的音质改善装置的第四配置实例的方框图。
在图14中，与图13中相应的元件使用相同的参考符号，并且在适当的时候省略了其描述。
图14中的音质改善装置与图13的音质改善装置的共有部分包括放大器51L至加法器57L、放大器61L、62L和放大器51R以及全通滤波器组块53R至加法器57R、放大器61R、62R。
然而，图14中的音质改善装置与图13中的音质改善装置的不同之处在于：加法器71R设置在放大器61R之前，而不是加法器52R设置在放大器62R之前。
在图14中，如上所述，加法器71R设置在放大器61R之前，而不是加法器52R设置在放大器62R之前，因此在左声道和右声道中执行对称的处理，而不是参照图10描述的不对称处理(延迟量n和增益g不相配的全通滤波器进行的滤波处理)。
图15是示出处理由L(左)声道和R(右)声道组成的双声道解码输出的声音的音质改善装置的第五配置实例的方框图。
在图15中，与图13中相应的元件使用相同的参考符号，并且在适当的时候省略了其描述。
图15中的音质改善装置与图13中的音质改善装置的共有部分包括放大器51L至加法器57L、放大器61L、62L以及放大器51R至加法器57R、放大器61R、62R。
图15中的音质改善装置与图13中的音质改善装置的不同之处在于，加法器71L和放大器81L设置在放大器61L之前，并且加法器71R和放大器81R设置在放大器61R之前。
在图15的音质改善装置中，通过放大器81L将右声道解码输出的声音放大K1倍，并提供给加法器71L。加法器71L通过将来自放大器81L右声道解码输出的声音叠加到左声道解码输出的声音而产生串音，并且将结果串音信号通过放大器61L提供给全通滤波器组块53L。
同样地，右声道解码输出的声音被放大器51L放大K2倍，并提供给加法器52L。加法器52L通过将来自放大器51L的右声道解码输出的声音叠加到左声道解码输出的声音而产生串音，并且将结果串音信号通过放大器62L提供给全通滤波器组块54L。
另一方面，左声道解码输出的声音被放大器81R放大K2倍，并提供给加法器71R。加法器71R通过将来自放大器81R的左声道解码输出的声音叠加到右声道解码输出的声音而产生串音，并且将结果串音信号通过放大器61R提供给全通滤波器组块53R。
左声道解码输出的声音被放大器51R放大K1倍，并提供给加法器52R。加法器52R通过将来自放大器51R的左声道解码输出的声音叠加到右声道解码输出的声音而产生串音，并且将结果串音信号通过放大器62R提供给全通滤波器组块54R。
随后，图15中的音质改善装置将执行类似于图10中的处理。
【本发明适用的计算机的描述】
接下来，可通过硬件或软件来执行上述处理序列。如果是用软件执行该处理序列，则构成该软件的程序被安装在通用计算机上。
图16示出了安装用于执行以上处理序列的程序的计算机的实施例的配置实例。
程序可预先记录在计算机中包含的作为记录媒介的硬盘105或ROM103中。
可替代地，程序可存储(记录)在可移除的记录媒介111中。可移除的记录媒介111可以设置为所谓的封装软件。作为可移除的记录媒介111，可以列举软盘、CD-ROM(致密盘只读存储器)、MO(磁光)盘、DVD(数字化通用光盘)、磁盘和半导体存储器。
除了如上所述将程序从可移除的记录媒介111安装到计算机之外，还可通过通信网络或广播网络将程序下载到计算机而将程序安装在计算机包含的硬盘105中。也就是说，程序可通过用于数字卫星广播的人造卫星从下载站点无线地传送到计算机中，或者通过诸如LAN(局域网)和因特网等网络有线地传送到计算机中。
计算机包括CPU(中央处理器)102和通过总线101连接到CPU 102上的输入/输出接口110。
如果用户操作输入单元107等通过输入/输出接口110将指令输入到CPU 102中，CPU 102则根据存储在ROM(只读存储器)103中的程序执行程序。可替代地，CPU 102通过将存储在硬盘105中的程序载入RAM(随机存取存储器)104中来载入并执行程序。
因此，CPU 102执行根据以上流程图的处理或执行根据以上方框图的配置所执行的处理。然后，例如，CPU 102通过输入/输出接口110从输出单元106输出处理结果，或者从通信单元108传输处理结果，并且如有必要则进一步使硬盘105记录处理结果。
顺便提及，输入单元107由键盘、鼠标、麦克风等构成。输出单元106由LCD(液晶显示器)、扬声器等构成。
计算机根据程序执行的处理并非必须按照流程图所述的时间顺序执行。也就是说，计算机根据程序执行的处理包括并行或单独执行的处理(例如，并行处理或对象处理)。
此外，程序可以由一台计算机(处理器)或多台分布式计算机执行。另外，程序可以传送到远程计算机以在远程计算机处被执行。
本领域技术人员应理解的是，在所附权利要求书或其等效内容的范围内，可根据设计需求及其他因素进行各种修改、组合、子组合和变动。
另外，本发明还可按如下方式进行配置。
[1]一种信号处理装置，包括：
滤波器单元，通过全通滤波器对抽除一部分频率分量而产生的音频信号进行滤波，并且输出其滤波结果作为改善分量，以改善所述音频信号的音质；以及
加法器，通过将所述改善分量叠加到所述音频信号而产生所述音频信号的音质被改善了的改善的声音。
[2]根据[1]所述的信号处理装置，
其中，所述音频信号是通过对经由编码获得的经编码数据进行解码而获得的，所述编码至少执行抽除原声的一部分频率分量的处理。
[3]根据[2]所述的信号处理装置，
其中，所述全通滤波器包括延迟信号的延迟单元，并且
所述延迟单元的延迟量是等于或小于一帧，长度的时间段，帧为所述原声进行编码时的处理单位。
[4]根据[1]到[3]中任意一项所述的信号处理装置，
其中，所述滤波器单元通过多个级联的全通滤波器过滤所述音频信号。
[5]根据[1]到[4]中任意一项所述的信号处理装置，
其中，所述滤波器单元通过所述全通滤波器对两个声道音频信号中的第一声道音频信号进行滤波，并且还通过所述全通滤波器对串音信号进行滤波，所述串音信号是通过将第二声道音频信号串音到所述第一声道音频信号而获得的，将所述第一声道音频信号的滤波结果叠加到所述串音信号的滤波结果中，并且输出叠加值作为所述改善分量，以改善所述第一声道音频信号的音质。
[6]根据[5]所述的信号处理装置，
其中，所述两个声道的音频信号被执行非对称处理。
[7]一种信号处理方法，包括
通过全通滤波器对通过抽除一部分频率分量而产生的音频信号进行滤波，并且输出其滤波结果作为改善分量，以改善所述音频信号的音质；以及
通过将所述改善分量叠加到所述音频信号而生成所述音频信号的音质被改善了的改善的声音。
[8]一种使计算机发挥如下作用的程序：
滤波器单元，通过全通滤波器对抽除一部分频率分量而产生的音频信号进行滤波，并且输出其滤波结果作为改善分量，以改善所述音频信号的音质；以及
加法器，通过将改善分量叠加到所述音频信号而产生所述音频信号的音质被改善了的改善的声音。
本发明包含于2011年6月27日提交到日本专利局的日本优先专利申请JP 2011-141566的主题，其全部内容通过引用整体结合于此。

Claims (8)

1.一种信号处理装置，包括：
滤波器单元，通过全通滤波器对抽除一部分频率分量而产生的音频信号进行滤波，并且输出其滤波结果作为改善分量，以改善所述音频信号的音质；以及
加法器，通过将所述改善分量叠加到所述音频信号而产生所述音频信号的音质被改善了的改善的声音。
2.根据权利要求1所述的信号处理装置，
其中，所述音频信号是通过对经由编码获得的经编码数据进行解码而获得的，所述编码至少执行抽除原声的一部分频率分量的处理。
3.根据权利要求2所述的信号处理装置，
其中，所述全通滤波器包括延迟信号的延迟单元，并且
所述延迟单元的延迟量是等于或小于一帧长度的时间段，帧是所述原声进行编码时的处理单位。
4.根据权利要求3所述的信号处理装置，
其中，所述滤波器单元通过多个级联的全通滤波器对所述音频信号进行滤波。
5.根据权利要求3所述的信号处理装置，
其中，所述滤波器单元通过所述全通滤波器对两个声道音频信号中的第一声道音频信号进行滤波，并且还通过所述全通滤波器对串音信号进行滤波，所述串音信号是通过将第二声道音频信号串音到所述第一声道音频信号而获得的，将所述第一声道音频信号的滤波结果叠加到所述串音信号的滤波结果中，并且输出叠加值作为所述改善分量，以改善所述第一声道音频信号的音质。
6.根据权利要求5所述的信号处理装置，
其中，所述两个声道音频信号被进行非对称处理。
7.一种信号处理方法，包括：
通过全通滤波器对抽除一部分频率分量而产生的音频信号进行滤波，并且输出其滤波结果作为改善分量，以改善所述音频信号的音质；以及
通过将所述改善分量叠加到所述音频信号而生成所述音频信号的音质被改善了的改善的声音。
8.一种使计算机发挥如下作用的程序：
滤波器单元，通过全通滤波器对抽除一部分频率分量而产生的音频信号进行滤波，并且输出其滤波结果作为改善分量，以改善所述音频信号的音质；以及
加法器，通过将所述改善分量叠加到所述音频信号而产生所述音频信号的音质被改善了的改善的声音。
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