CN110176247A - 信号处理装置以及信号处理方法 - Google Patents

Abstract

一种信号处理装置，根据声音的频率信号，决定第一基准频率以及带宽，输出第一系数列，该第一系数列取值为，针对所述频率信号中出现的多个谐波的信号列中的、与第一基准频率最近的信号列，取1以下的最大值，并且针对远离第一基准频率的信号列，越远离第一基准频率就越取小的值，针对在比第一基准频率低的低频带侧具有带宽W的频率信号的信号列，执行与第一系数列相乘的乘法处理，以及将第一基准频率作为对称轴，翻转到比第一基准频率高的高的频率区域，生成翻转信号列，通过将在比第一基准频率高的高频带侧具有带宽的频率信号的信号列，替换为翻转信号列，来输出补充后的频率信号。

Description

信号处理装置以及信号处理方法

技术领域

本申请涉及对声音信号进行再生处理的信号处理装置以及信号处理方法。

背景技术

近些年，声音信号的频率特性涉及到高频带。以往的CD的再生频带是22.05kHz(采样频率44.1kHz)，但是在现在的高解析音频(High Resolution Audio)方式，再生频带逐渐普及到48kHz(采样频率96kHz)或96kHz(采样频率192kHz)。对此，由于旧世代的声音收集设备的性能近些年逐渐变差，高频带的频率成分则不能被记录到旧世代的音乐内容。并且，通过以旧世代的压缩方式来进行压缩编码，从而也会有欠缺了高频带的频率成分的音乐内容。

针对这样的音乐内容，目前知道的技术是，使高频带的频率成分恢复的信号处理技术。

例如在专利文献1中公开的技术是，将残留在中频的频率频带的谐波成分复制到高频带，来弥补高频带的谐波成分的技术。并且，专利文献2中公开的技术是，在将被下采样为1/2的信号上采样为2倍时，将低频带的频率成分翻转到高频带的频率成分，以弥补高频带的谐波成分。

(现有技术文献)

(专利文献)

专利文献1日本特开2004-184472号公报

专利文献2国际公开第2008/129853号

然而，在专利文献1或专利文献2公开的方法中，在对声音信号进行再生时，会有不能充分地弥补高频带的谐波成分，从而不能使再生信号高音质化的问题。

发明内容

本申请鉴于上述的问题，目的在于提供一种在对声音信号进行再生时能够使再生信号高音质化的信号处理装置等。

本申请的一个形态中的信号处理装置，具备：补充频带决定部，根据被存放在存储器的声音的频率信号，决定第一基准频率以及带宽；第一系数列输出部，输出第一系数列，该第一系数列的取值为，针对所述频率信号中出现的多个谐波的信号列中的、与所述第一基准频率最近的信号列，取1以下的最大值，并且针对所述频率信号中出现的多个谐波的信号列中的、远离所述第一基准频率的信号列，越远离所述第一基准频率就越取小的值；第一信号列生成部，通过进行乘法处理以及翻转处理这两个处理，来生成翻转信号列，所述乘法处理是指，针对所述频率信号中的、以所述第一基准频率作为上限频率，且在比所述上限频率低的低频带侧具有所述带宽的频率信号的信号列，乘以所述第一系数列的处理，所述翻转处理是指，将所述频率信号中的、以所述第一基准频率作为上限频率，且在比所述上限频率低的低频带侧具有所述带宽的频率信号的信号列，以所述第一基准频率为对称轴，翻转到比所述第一基准频率高的频率区域的处理；以及第一信号输出部，通过将所述频率信号中的、以所述第一基准频率为下限频率，且在比所述下限频率高的高频带侧具有所述带宽的频率信号的信号列，替换为所述翻转信号列，来输出补充后的所述频率信号。

本申请的一个形态中的信号处理装置具备：补充频带决定部，根据被存放在存储器的声音的频率信号，决定第一基准频率以及带宽；第一系数列输出部，输出第一系数列，该第一系数列的取值为，针对所述频率信号中出现的多个谐波的信号列中的、与所述第一基准频率最近的信号列，取1以下的最大值，并且针对所述频率信号中出现的多个谐波的信号列中的、远离所述第一基准频率的信号列，越远离所述第一基准频率就越取小的值；第一信号列生成部，通过进行乘法处理以及翻转处理这两个处理，来生成翻转信号列，所述乘法处理是指，针对所述频率信号中的、以所述第一基准频率作为上限频率，且在比所述上限频率低的低频带侧具有所述带宽的频率信号的信号列，乘以所述第一系数列的处理，所述翻转处理是指，将所述频率信号中的、以所述第一基准频率作为上限频率，且在比所述上限频率低的低频带侧具有所述带宽的频率信号的信号列，以所述第一基准频率为对称轴，翻转到比所述第一基准频率高的频率区域的处理；以及第一信号输出部，通过将所述频率信号中的、以所述第一基准频率为下限频率，且在比所述下限频率高的高频带侧具有所述带宽的频率信号的信号列，与所述翻转信号列相加，来输出补充后的所述频率信号。

本申请的一个形态中的信号处理方法对频率信号进行处理，包括：频带决定步骤，根据被存放在存储器的声音的频率信号，决定基准频率以及带宽；系数列输出步骤，输出系数列，该系数列的取值为，针对所述频率信号中出现的多个谐波的信号列中的、与所述基准频率最近的信号列，取1以下的最大值，并且针对所述频率信号中出现的多个谐波的信号列中的、远离所述基准频率的信号列，越远离所述基准频率就越取小的值；信号列生成步骤，通过进行乘法处理以及翻转处理这两个处理，来生成翻转信号列，所述乘法处理是指，针对所述频率信号中的、以所述基准频率作为上限频率，且在比所述上限频率低的低频带侧具有所述带宽的频率信号的信号列，乘以所述系数列的处理，所述翻转处理是指，将所述频率信号中的、以所述基准频率作为上限频率，且在比所述上限频率低的低频带侧具有所述带宽的频率信号的信号列，以所述基准频率为对称轴，翻转到比所述基准频率高的频率区域的处理；以及信号输出步骤，通过将所述频率信号中的、以所述基准频率为下限频率，且在比所述下限频率高的高频带侧具有所述带宽的频率信号的信号列，替换为所述翻转信号列，来输出补充后的所述频率信号。

本申请的一个形态中的信号处理方法对频率信号进行处理，包括：频带决定步骤，根据被存放在存储器的声音的频率信号，决定基准频率以及带宽；系数列输出步骤，输出系数列，该系数列的取值为，针对所述频率信号中出现的多个谐波的信号列中的、与所述基准频率最近的信号列，取1以下的最大值，并且针对所述频率信号中出现的多个谐波的信号列中的、远离所述基准频率的信号列，越远离所述基准频率就越取小的值；信号列生成步骤，通过进行乘法处理以及翻转处理这两个处理，来生成翻转信号列，所述乘法处理是指，针对所述频率信号中的、以所述基准频率作为上限频率，且在比所述上限频率低的低频带侧具有所述带宽的频率信号的信号列，乘以所述系数列的处理，所述翻转处理是指，将所述频率信号中的、以所述基准频率作为上限频率，且在比所述上限频率低的低频带侧具有所述带宽的频率信号的信号列，以所述基准频率为对称轴，翻转到比所述基准频率高的频率区域的处理；以及信号输出步骤，通过将所述频率信号中的、以所述基准频率为下限频率，且在比所述下限频率高的高频带侧具有所述带宽的频率信号的信号列，与所述翻转信号列相加，来输出补充后的所述频率信号。

另外，这些概括性或具体的形态可以由系统、方法、集成电路、计算机程序或计算机可读取的CD-ROM等记录介质来实现，也可以通过对系统、方法、集成电路、计算机程序以及记录介质进行任意地组合来实现。

通过本申请的信号处理装置等，在对声音信号进行再生时能够使再生信号高音质化。

附图说明

图1的(a)示出了以旧世代的录音设备收集声音的频率信号的一个例子，图1的(b)示出了以旧世代的压缩方式进行压缩编码的频率信号的一个例子。

图2是示出以往的信号处理方法与实施方式所涉及的信号处理方法的不同的概念图。

图3示出了实施方式1所涉及的信号处理装置的构成。

图4是示出实施方式1所涉及的信号处理方法的流程图，并且是示出信号处理方法的概念图。

图5是示出存放在实施方式1所涉及的信号处理装置的存储器的频率信号的信号列的概念图。

图6是示出欠缺了高频带的频率成分的频率信号的一个例子的图。

图7是示出由实施方式1所涉及的信号处理装置的第一系数列输出部生成的第一系数列的一个例子的图。

图8是示出由实施方式1所涉及的信号处理装置的第一系数列输出部生成的第一系数列的其他的一个例子的图。

图9A是利用频率信号的信号列来表示由实施方式1所涉及的信号处理装置执行的乘法处理以及翻转处理的图。

图9B是利用频率信号的信号列来表示由实施方式1的第一信号输出部输出的补充后的频率信号的图。

图10是示出由实施方式1所涉及的信号处理装置的第一信号列生成部执行的乘法处理以及翻转处理的其他的例子的图。

图11是示出针对图6所示的欠缺高频带的频率成分的频率信号，利用实施方式1所涉及的信号处理装置进行信号处理后的频率信号的图。

图12的(a)示出了欠缺高频带的频率成分的频率信号的一个例子，图12的(b)示出了直接利用复数值进行信号处理后的频率信号，图12的(c)示出了利用共轭复数进行信号处理后的频率信号。

图13示出了由实施方式1所涉及的信号处理装置的补充频带决定部决定的第一基准频率与带宽的关系。

图14示出了由实施方式1所涉及的信号处理装置的补充频带决定部决定的第一基准频率与带宽的关系的其他的例子。

图15示出了由软件来实现实施方式1的信号处理装置的功能的计算机的硬件构成的一个例子。

图16示出了由实施方式1的变形例所涉及的信号处理装置的第一信号输出部执行的处理。

图17是利用频率信号的信号列来表示实施方式1的变形例所涉及的第一信号输出部输出的补充后的频率信号的图。

图18示出了实施方式2所涉及的信号处理装置的构成。

图19是示出在实施方式2所涉及的信号处理方法中，执行两次信号处理的情况的概念图。

图20示出了实施方式2所涉及的信号处理装置的构成的其他的例子。

图21示出了实施方式2所涉及的信号处理方法的其他的例子，即执行三次信号处理的情况的概念图。

具体实施方式

(直到得到本申请的一个形态的经过)

首先，一边参照图1以及图2，一边对得到本申请的一个形态的经过进行说明。

图1的(a)示出了以旧世代的声音收集设备录音的信号的频率成分。在图1的(a)中，横轴为时间，纵轴为频率，色彩越明亮，信号就越强。如图1的(a)所示，在以旧世代的声音收集设备录音的信号中，虽然记录了低的频率成分，但是几乎没有记录高的频率成分。

图1的(b)示出了通过MP3(MPEG Audio Layer-3)而被压缩编码的信号的频率成分。如图2所示，在由MP3压缩编码的信号中，比规定的频率高的频率成分被除去。

在本申请中，通过针对这种高频带的频率成分不充分的(不够的)声音信号，补充高频带的频率成分，从而提供一种能够期待再生信号的高音质化的信号处理装置等。以下对以往的信号处理方法与实施方式所涉及的信号处理方法的不同之处进行概略说明。

图2是示出以往的信号处理方法与实施方式所涉及的信号处理方法的不同的概念图。

在图2的(a)中示出了竖琴等乐器的原音的频谱。如图2的(a)所示，在声音信号中出现，在频率轴(横轴)方向上以规定的间隔排列的多个谐波成分。在该图中示出了，例如以几百Hz的间隔排列的谐波成分一直连续到高频带的状态。

在图2的(b)中示出了，原音信号之中欠缺了高频带的谐波成分的声音信号的频谱。谐波成分存在于比频率F低的频带侧的几kHz的频带(中频带)，而几乎不存在于比频率F高的频带侧。

在图2的(c)中示出了采用以往的技术，补充了高频带的谐波成分后的频谱。在该以往技术中，通过针对图2的(b)所示的声音信号，仅是单纯地将声音信号的中频带的谐波成分复制到高频带，来弥补高频带的谐波成分。

但是，在将中频带的谐波成分复制到高频带的方法中，在复制源的频率区域与复制目的地的频率区域的边界处(在图2的(c)中为8kHz附近)会产生不自然的断坡。该断坡的产生是因为中频带的频率的振幅比高频带的频率的振幅大，因此仅通过单纯地复制中频带的频率成分，则会在边界处产生不连续的部分。为此，在上述的边界处，频率成分中留有不自然之处，从而不能使再生信号高音质化。

并且，作为补充高频带的谐波成分的其他的方法也有，在将被下采样为1/2的信号上采样为2倍时，将低频带的频率成分翻转为高频带的频率成分，来弥补高频带的谐波成分的方法(参照专利文献2的图6)。然而，在下采样以及上采样的关系不是整数分之1以及整数倍的关系的情况下，例如在将被下采样为2.03分之1的信号上采样为2.03倍的情况下，则需要非常大的运算能力。并且，在成为将低频带的频率成分翻转为高频带的频率成分时的翻转基准的频率F随着时间发生变动的情况下，由于不同的定时，会有不能获得补充时所需要的信号的情况，从而对高频带的谐波成分进行补充会变得困难。

在图2的(d)示出了利用本实施方式的信号处理方法，来补充高频带的谐波成分后的频谱。

在本实施方式中，如图2的(d)所示，针对声音的频率信号之中的、在比规定的频率F低的频带侧具有带宽W的频率信号，以频率F作为对称轴，进行翻转为比频率F高的频率区域的处理。据此，在进行翻转的频率F周围不容易产生不自然的断坡。并且，在本实施方式中，对声音的频率信号进行分析，根据该分析结果，来决定成为翻转的基准的频率F。为此，能够按照与时间一起发生变动的声音信号来决定成为翻转的基准的频率F，因此能够获得补充时所需要的信号。据此，在本实施方式的信号处理方法中，能够使在对声音信号进行再生时的再生信号高音质化。

以下参照附图对本实施方式进行详细说明。另外，以下将要说明的实施方式均为示出本申请的一个具体例子。以下的实施方式所示的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置以及连接形态、使用顺序、通信顺序等均为一个例子，其主旨不是对本申请进行限定。并且，对于以下的实施方式的构成要素之中没有记载在示出本申请的最上位概念的独立技术方案中的构成要素，作为任意的构成要素来说明。并且，各个图并非是严谨的图示。在各图中，对于实质上相同的构成赋予相同的标号，并省略或简化重复的说明。

(实施方式1)

[1-1.信号处理装置的构成]

参照图3对实施方式1所涉及的信号处理装置1的构成进行说明。

图3示出了实施方式1所涉及的信号处理装置1的构成。

信号处理装置1具备：补充频带决定部12、第一系数列输出部13、第一信号列生成部14、以及第一信号输出部15。并且，信号处理装置1具备：频率变换部10、存储器11、以及频率逆变部16。

频率变换部10是将输入到频率变换部10的声音的时间轴信号变换为声音的频率信号的电路。

存储器11是存储从频率变换部10输出的频率信号的电路。另外，声音的频率信号是指表示频谱的数字信号。

补充频带决定部12是从存储器11接受频率信号，并根据该频率信号来决定第一基准频率F1和带宽W的电路。

第一基准频率F1是指，在进行上述的翻转处理时，成为翻转的基准的频率。补充频带决定部12获得声音的频率信号并进行分析，将频率成分的能量大幅度降低的频率决定为第一基准频率F1。带宽W是指，用于决定在对谐波成分进行补充时的补充区域的频率的宽度。补充频带决定部12按照第一基准频率F1的值，决定应该进行补充的带宽W。补充频带决定部12向第一系数列输出部13以及第一信号列生成部14分别输出与决定了的第一基准频率F1以及带宽W有关的信息。

第一系数列输出部13是生成第一系数列C1(图7参照)并进行输出的电路。第一系数列输出部13从补充频带决定部12接受与第一基准频率F1以及带宽W有关的信息，生成第一系数列C1。第一系数列C1是指，所述频率信号中出现的多个谐波的信号列中的、针对与第一基准频率F1最近的谐波的信号列取1以下的最大值，且针对远离第一基准频率F1的信号列，越远离第一基准频率F1就越取小的值的系数列。作为第一系数列C1的例子可以是，首项为1以下，从首项开始单调减少的等差列或等比列。

另外，第一系数列输出部13可以输出通过运算而生成的系数列，也可以读出预先存储在存储器11的系数列并输出，或者可以输出被存储在未图示的第一系数列输出部13的内部的存储区域的系数列。

第一信号列生成部14是生成用于对高频带的谐波成分进行补充的翻转信号列ST1的电路。

第一信号列生成部14从存储器11接受所述频率信号，从补充频带决定部12接受与第一基准频率F1以及带宽W有关的信息，并且，从第一系数列输出部13接受与第一系数列C1有关的信息。

于是，第一信号列生成部14针对所述频率信号中的、以第一基准频率F1作为上限频率，且在比上限频率低的低频带侧具有带宽W的频率信号的信号列SL1，进行乘以第一系数列C1的乘法处理。乘法处理是通过对频率信号的各信号列SL1、与各信号列SL1所对应的第一系数列C1的各系数相乘而执行的。并且，第一信号列生成部14针对在比上限频率低的低频带侧具有带宽W的频率信号的信号列SL1，以第一基准频率F1为对称轴，进行翻转到比第一基准频率F1高的频率区域的翻转处理。第一信号列生成部14通过进行这两个处理，从而生成翻转信号列ST1并进行输出。第一信号列生成部14可以对这双方的处理同时进行，也可以按照不同的顺序进行。

第一信号输出部15是输出补充后的频率信号的电路。第一信号输出部15从第一信号列生成部14接受与翻转信号列ST1有关的信息。于是，第一信号列生成部14通过将所述频率信号中的、以第一基准频率F1为下限频率，且在比下限频率高的高频带侧具有带宽W的频率信号的信号列SH1，替换为翻转信号列ST1，来生成补充后的频率信号并进行输出。

频率逆变部16是将补充后的频率信号逆变换为声音的时间轴信号，并进行输出的电路。具体而言，频率逆变部16将从第一信号输出部15输出的、且被输入到频率逆变部16的声音的频率信号，逆变换为声音的时间轴信号。通过该信号处理装置1，能够对再生声音信号时的再生信号进行高音质化。

[1-2.信号处理方法]

接着，除了图3以外，还参照图4至图15，对本实施方式所涉及的信号处理方法以及信号处理装置1的详细构成进行说明。

图4是示出实施方式1所涉及的信号处理方法的流程图、以及示出信号处理方法的概念图。

如图4所示，本实施方式所涉及的信号处理方法包括：变换步骤(S10)，将声音的时间轴信号变换为频率信号；频带决定步骤(S20)，决定第一基准频率F1以及带宽W；系数列输出步骤(S30)，输出第一系数列C1；信号列生成步骤(S40)，生成翻转信号列ST1；信号输出步骤(S50)，通过将频率信号的信号列SH1替换为翻转信号列ST1，来输出补充后的频率信号；以及逆变换步骤(S60)，将补充后的频率信号逆变换为声音的时间轴信号。以下按顺序对各步骤进行说明。

首先，在变换步骤(S10)，频率变换部10将被输入到频率变换部10的声音的时间轴信号变换为声音的频率信号并输出。频率变换部10例如利用傅立叶变换，将输入的时间轴信号变换为复数的频率信号。另外，上述仅为一个例子，频率变换部10也可以使用滤波器组，将时间轴信号变换为频率信号。从频率变换部10输出的信号被存放到存储器11。

图5是示出被存放在信号处理装置1的存储器11的频率信号的概念图。

图5示出了采样频率48kHz的时间轴信号被变换为256点的复数傅立叶级数，并被存放到存储器11的状态。由于采样频率为48kHz，因此，频率分辨率为93.75Hz(＝24000/256)。在存储器11中，以该频率分辨率，直到作为奈奎斯特频率的24kHz，存放256点的复数频率信号。

接着，在频带决定步骤(S20)，补充频带决定部12根据存放在存储器11的频率信号，决定第一基准频率F1以及带宽W。

第一基准频率F1是指，在对低频带成分值PL与高频带成分值Ph进行比较的情况下，低频带成分值PL成为比高频带成分值Ph足够大的值的情况下的频率，低频带成分值PL示出比第一基准频率F1低的频率成分的大小，高频带成分值Ph示出比第一基准频率F1高的频率成分的大小。

图6示出了欠缺高频带的频率成分的频率信号的一个例子。例如在图6中，将频率8kHz作为边界，由于低频带中频率成分多、高频带中频率成分少，因此，第一基准频率F1为8kHz。

在此示出求第一基准频率F1的顺序的一个例子。首先，补充频带决定部12将成为第一基准频率F1的候补的候补频率Fx假定设定为6kHz。于是，如(式1)所示，将候补频率Fx以下的频率成分的大小的和作为低频带成分值PL来求。

PL＝ΣRe[i]*Im[i]…(式1)

式1中的i是存放6kHz的信号的存储器11(图5参照)的索引以下的索引值。

并且，如(式2)所示，将候补频率Fx以上的频率成分的大小的和，作为高频带成分值Ph来求。

Ph＝ΣRe[j]*Im[j]…(式2)

式2中的j是存放6kHz的信号的存储器11(图5参照)的索引以上的索引值。

根据式1以及式2，补充频带决定部12在低频带成分值PL与高频带成分值Ph相比为规定的阈值以上，例如在满足成为24dB以上的条件的情况下，将候补频率Fx决定为第一基准频率F1。

在具有图6所示的频率成分的信号中，在将候补频率Fx设定为6kHz的情况下，由于低频带成分值PL不满足成为阈值以上的条件，因此，不采用6kHz这一候补频率Fx。于是，将候补频率Fx变更为不同的值，寻找满足成为阈值以上的条件的候补频率Fx。

另外，在将候补频率Fx设定为8kHz的情况下，由于低频带成分值PL满足成为阈值以上的条件，将8kHz这一候补频率Fx决定为第一基准频率F1。另外，以上虽然将规定的阈值设为24dB，但是并非受此所限，规定的阈值也可以被设定为18dB。

接着，对带宽W进行说明。补充频带决定部12按照第一基准频率F1，决定带宽W。带宽W例如从2kHz以上4kHz以下的范围中决定。在第一基准频率F1为高的频率的情况下，带宽W可以宽，在第一基准频率F1为低的频率的情况下，带宽W可以窄。例如，在第一基准频率F1为8kHz的情况下，可以将带宽W设为2kHz，在第一基准频率F1为12kHz的情况下，可以将带宽W设为4kHz。这样，在第一基准频率F1为低的频率的情况下使带宽W变窄，这是因为若将带宽W增宽，则在对低的频带的频率成分进行翻转处理时，会明显地感觉到再生信号的失真。

以下在该实施方式中，以第一基准频率F1为8kHz、带宽W为2kHz的情况为例进行说明。

接着，在系数列输出步骤(S30)，第一系数列输出部13从补充频带决定部12接受上述的第一基准频率F1以及带宽W，生成第一系数列C1。在此对第一系数列C1与存放在存储器11的频率信号的信号列的关系进行说明。

在图5所示的存储器11中，存放频率信号的信号列之中的、作为第一基准频率F1的8kHz附近的频率信号的位置是，存放了7968Hz的信号的位置(在行方向上的第85个的存储器内位置)。并且，存放作为(第一基准频率F1-带宽W)的6kHz附近的频率信号的位置是，存放了5995Hz的信号的位置(第64个的存储器内位置)。并且，存放作为(第一基准频率F1+带宽W)的10kHz附近的频率信号的位置是，存放了9937Hz的信号的位置(第106个的存储器内位置)。

在第一系数列C1中包含位于这些存储器内的各信号列之中的、例如从第84个的存储器内位置到第64个的存储器内位置中存放的21个各信号列所对应的各系数。

图7示出了由第一系数列输出部13生成的第一系数列C1的一个例子。在图7中示出了作为第一系数列C1，以等差列单调减少的例子。具体而言，与第一基准频率F1最近的第1个信号列所对应的系数为第一系数列C1[1]＝1.0-(1/21)＝0.952，远离第一基准频率F1的第二1个信号列所对应的系数是第一系数列C1[21]＝1.0-(21/21)＝0.0。

图8示出了由第一系数列输出部13生成的第一系数列C1的其他的一个例子。图8示出了作为系数列，以等比列单调减少的例子。具体而言，与第一基准频率F1最近的第1个信号列所对应的系数是第一系数列C1[1]＝0.8^1＝0.8，与远离第一基准频率F1的第二1个信号列对应的系数为第一系数列C1[21]＝0.8^21＝0.009。

另外，第一系数列C1并非受上述这种单调减少的系数列所限，只要是能够示出减少倾向的系数列即可。以下将要举例说明的是以图7所示的等差列进行单调减少的第一系数列C1的例子。

接着，在信号列生成步骤(S40)，第一信号列生成部14生成翻转信号列ST1。具体而言，第一信号列生成部14进行乘法处理以及翻转处理这双方处理，即：将上述第一基准频率F1作为上限频率，针对在比上限频率低的低频带侧具有带宽W的频率信号的信号列SL1，进行乘以第一系数列C1的乘法处理，并且进行以第一基准频率F1作为对称轴，翻转到比第一基准频率F1高的频率区域的翻转处理。

图9A是以频率信号的信号列来示出由信号处理装置1执行的乘法处理以及翻转处理的图。图9B是以频率信号的信号列来表示由第一信号输出部15输出的补充后的频率信号的图。

第一信号列生成部14如图9A的(a)所示，对与频率信号的各信号列SL1对应的第一系数列C1的各系数进行相乘。并且，第一信号列生成部14如图9A的(b)所示，以第一基准频率F1的7968Hz为对称轴，将频率信号的信号列SL1翻转到高频带侧，生成翻转信号列ST1。这样，通过对频率信号的信号列SL1执行乘法处理以及翻转处理之后，从第一信号输出部15输出图9B所示的补充后的频率信号。

另外，第一信号列生成部14也可以在进行乘法处理之前，进行翻转处理。

图10示出了由第一信号列生成部14执行的乘法处理以及翻转处理的其他的例子。图10中示出了，第一信号列生成部14针对在比上限频率低的低频带侧具有带宽W的频率信号的信号列SL1，以第一基准频率F1作为对称轴，进行翻转到比第一基准频率F1高的频率区域的处理后，针对该处理后的信号列进行乘以第一系数列C1的处理的状态。这样，即使在进行翻转处理之后进行乘法处理，也能够生成翻转信号列ST1。另外，在图10所示的例子中，虽然是对翻转处理后的信号列进行乘法处理，由于翻转处理后的信号列的内部是具有带宽W的频率信号的信号列SL1，因此，在该例子中也成为对上述信号列SL1进行了乘法处理。

并且，也可以是，第一信号列生成部14对这些乘法处理以及翻转处理同时进行。即可以是，第一信号列生成部14针对所述频率信号中的、以第一基准频率F1为上限频率，且在比上限频率低的低频带侧具有带宽W的频率信号的信号列SL1，以第一基准频率F1为对称轴，进行翻转到比第一基准频率F1高的频率区域的同时，进行与第一系数列C1相乘的处理。

接着，在信号输出步骤(S50)，第一信号输出部15输出补充后的频率信号(参照图9B)。第一信号输出部15将所述频率信号中的、以第一基准频率F1为下限频率，且在比下限频率高的高频带侧具有带宽W的频率信号的信号列SH1，替换为上述的翻转信号列ST1，从而输出补充后的频率信号。

图11示出了针对图6所示的欠缺高频带的频率成分的频率信号，利用信号处理装置1进行信号处理后的频率信号。图11中示出了在高频带侧具有带宽W的频率信号的信号列SH1，被替换为翻转信号列ST1的状态。通过该替换，高频带的频率信号被补充。第一信号输出部15将补充的频率信号输出到频率逆变部16。

接着，在逆变换步骤(S60)，频率逆变部16将被输入到频率逆变部16的声音的频率信号，逆变换为声音的时间轴信号，并输出。频率逆变部16例如利用傅立叶逆变换，将被输入的复数的频率信号变换为时间轴信号，并输出。

这样，执行上述的信号处理方法的信号处理装置1具备：补充频带决定部12、第一系数列输出部13、第一信号列生成部14、以及第一信号输出部15。补充频带决定部12根据被存放在存储器11的声音的频率信号，决定第一基准频率F1以及带宽W。第一系数列输出部13输出第一系数列C1，该第一系数列C1的取值为，针对所述频率信号中出现的多个谐波的信号列中的、与第一基准频率F1最近的信号列，取1以下的最大值，并且针对所述频率信号中出现的多个谐波的信号列中的、远离第一基准频率F1的信号列，越远离第一基准频率F1就越取小的值。第一信号列生成部14针对所述频率信号中的、以第一基准频率F1为上限频率，且在比上限频率低的低频带侧具有带宽W的频率信号的信号列SL1，进行乘以第一系数列C1的乘法处理、以及以第一基准频率F1为对称轴，翻转到比第一基准频率F1高的频率区域的翻转处理这双方的处理，从而生成翻转信号列ST1。第一信号输出部15将所述频率信号中的、以第一基准频率F1作为下限频率，且在比下限频率高的高频带侧具有带宽W的频率信号的信号列SH1，替换为翻转信号列ST1，从而输出补充后的频率信号。

通过此构成，由于在对频率信号的信号列SL1进行翻转时成为对称轴的第一基准频率F1附近，相邻的频率信号的信号列彼此成为接近的值，因此不容易产生以往技术中出现的不自然的断坡。并且，由于针对成为翻转处理的对象的频率信号的信号列SL1乘以示出减少倾向的第一系数列C1，因此能够实现高频带的振幅比低频带的振幅小这种自然的状态。并且，由于这些信号处理是通过信号列的翻转处理以及系数列的乘法处理这种简单的运算处理来执行的，因此能够减少运算负担。

另外也可以是，第一信号列生成部14针对与第一信号列生成部14的输入信号对应的各频率成分的共轭复数乘以第一系数列C1，来生成第一信号列生成部14的输出信号的各频率成分。

图12的(a)示出了欠缺高频带的频率成分的频率信号的一个例子，图12的(b)示出了直接使用复数值的信号处理后的频率信号，图12的(c)示出了利用共轭复数进行信号处理后的的频率信号。在本实施方式的信号处理方法中优选为，以第一基准频率F1为对称轴来进行翻转的复数频率信号，是翻转源的频率信号的共轭复数。共轭复数是对虚部的标号进行反转后的复数。

例如，在针对图12的(a)所示的频率信号，直接利用复数值进行信号处理的情况下，如图12的(b)所示，在谐波成分一侧的频带中出现多余部分。对此，在翻转处理中，若使彼此成对的信号列的信号成分成为共轭复数的关系，则在逆变换步骤(S60)中，在将频率信号逆变换为时间轴信号时，时间轴的虚数成分被取消。据此，如图12的(c)所示，能够生成具有没有失真的实数成分的时间轴信号。

并且，如以上所述，在第一基准频率F1为高的频率的情况下，带宽W可以宽，在第一基准频率F1为低的频率的情况下，带宽W可以窄。即优选为，补充频带决定部12在第一基准频率F1比规定的频率低的情况下，与将规定的频率作为第一基准频率F1时决定的带宽相比，使补充频带决定部12决定的带宽W窄。

在此，参照图13以及图14对第一基准频率F1以及带宽W的关系进行说明。

图13示出了第一基准频率F1以及带宽W的关系的一个例子。图14示出了第一基准频率F1以及带宽W的关系的其他的一个例子。

如图13以及图14所示，(第一基准频率F1-带宽W)的值优选为不低于4kHz。这是因为4kHz以下的信号是直接与音色相关的频率成分，不适于复制到高频带侧。并且，如图14所示，在第一基准频率F1为充分大的值的情况下，(第一基准频率F1+带宽W)的值优选为，被设定成不超过规定的值。这是因为，在第一基准频率F1为充分大的值的情况下，由于原本的音乐内容的质量较高，进行翻转处理的优点较少的缘故。

并且，本实施方式的信号处理方法也可以由图15所示的信号处理装置1的硬件构成来实现。图15示出了由软件来实现信号处理装置1的功能的计算机1000的硬件构成的一个例子。

计算机1000如图15所示，是具备输入装置1001、输出装置1002、CPU1003、内置存储器1004、RAM1005、以及总线1009。输入装置1001、输出装置1002、CPU1003、内置存储器1004、以及RAM1005由总线1009连接。

输入装置1001是输入键、触摸屏、触摸屏显示器等成为用户界面的装置，接受用户的操作。另外，输入装置1001除了接受用户的接触操作以外，也可以构成为接受通过声音的操作、遥控器等的远程操作。

内置存储器1004是闪存等。并且，内置存储器1004也可以预先存储用于实现信号处理装置1的功能的程序以及/或利用了信号处理装置1的功能构成的应用。

RAM1005是随机存取存储器(Random Access Memory)，在程序或应用的执行时用于数据等的存储。

CPU1003是中央处理器(Central Processing Unit)，将内置存储器1004中存储的程序或应用复制到RAM1005，从RAM1005依次读出该程序或应用中的指令,并执行。

[1-3.效果等]

本实施方式的信号处理装置1具备：补充频带决定部12，根据被存放在存储器11的声音的频率信号，决定第一基准频率F1以及带宽W；第一系数列输出部13，输出第一系数列C1，该第一系数列C1的取值为，针对所述频率信号中出现的多个谐波的信号列中的、与第一基准频率F1最近的信号列，取1以下的最大值，并且针对所述频率信号中出现的多个谐波的信号列中的、远离第一基准频率F1的信号列，越远离第一基准频率F1就越取小的值；第一信号列生成部14，通过进行乘法处理以及翻转处理这两个处理，来生成翻转信号列ST1，所述乘法处理是指，针对所述频率信号中的、以第一基准频率F1作为上限频率，且在比上限频率低的低频带侧具有带宽W的频率信号的信号列SL1，乘以第一系数列C1的处理，所述翻转处理是指，将所述频率信号中的、以第一基准频率F1作为上限频率，且在比上限频率低的低频带侧具有带宽W的频率信号的信号列SL1，以第一基准频率F1为对称轴，翻转到比第一基准频率F1高的频率区域的处理；以及第一信号输出部15，通过将所述频率信号中的、以第一基准频率F1为下限频率，且在比下限频率高的高频带侧具有带宽W的频率信号的信号列SH1替换为翻转信号列ST1，来输出补充后的频率信号。

通过此构成，在频率信号的信号列SL1翻转时成为对称轴的第一基准频率F1附近，由于相邻的频率信号的信号列SL1、SH1成为彼此接近的值，因此不容易产生以往技术中出现的不自然的断坡。并且，由于针对成为翻转处理的对象的频率信号的信号列SL1乘以示出减少倾向的第一系数列C1，因此能够实现高频带的振幅比低频带的振幅小的自然的状态。并且，由于是根据声音的频率信号来决定第一基准频率F1，从而能够按照随着时间而变动的声音信号来决定第一基准频率F1，这样能够充分地获得补充时所需要的信号。据此，能够使再生声音信号时的再生信号高音质化。

并且，也可以是，补充频带决定部12将所述频率信号中出现的频率成分的能量的降低成为18dB以上的频率，决定为第一基准频率F1。

据此，能够确实地发现声音的频率信号中的、高频带的频率成分不充分的位置，从而能够对该不充分的位置补充频率成分。据此，能够使再生声音信号时的再生信号高音质化。

并且，也可以是，补充频带决定部12按照第一基准频率F1的值，决定带宽W。

这样，通过按照第一基准频率F1的值来决定带宽W，例如在第一基准频率F1为低的频率的情况下，能够使带宽W变窄。据此，在对频率成分进行翻转处理时，能够抑制再生信号的失真带来的不自然的感觉，并能够使再生信号高音质化。

并且，补充频带决定部12在第一基准频率F1比规定的频率低的情况下，与将规定的频率作为第一基准频率F1时决定的带宽相比，可以使补充频带决定部12决定的带宽W变窄。

这样，在第一基准频率F1比规定的频率低的情况下，通过使补充频带决定部12决定的带宽W变窄，从而能够抑制在对频率成分进行翻转处理时，因再生信号的失真造成的不自然感。据此，能够使再生声音信号时的再生信号高音质化。

并且，也可以是，信号处理装置1进一步具备：频率变换部10，声音的时间轴信号变换为声音的频率信号并输出；存储器11，对从频率变换部10输出的频率信号进行存储；频率逆变部16，将从第一信号输出部15输出的、补充后的频率信号，逆变换为声音的时间轴信号并输出。

据此，信号处理装置1能够以将声音的时间轴信号变换为频率信号的状态来进行上述的乘法处理以及翻转处理等信号处理，并且在进行了该信号处理之后，能够将频率信号返回到声音的时间轴信号。据此，能够输出高音质化后的声音。

并且，也可以是，第一信号列生成部14针对与第一信号列生成部14的输入信号对应的各频率成分的共轭复数，乘以第一系数列C1，生成第一信号列生成部14的输出信号的各频率成分。

这样，第一信号列生成部14能够进行基于共轭复数的信号处理，在由频率逆变部16将频率信号逆变换为时间轴信号时，时间轴的虚数成分被取消。据此，能够生成具有没有失真的实数成分的时间轴信号，从而能够使再生声音信号时的再生信号高音质化。

本实施方式所涉及的信号处理方法对频率信号进行处理，该信号处理方法包括：频带决定步骤，根据被存放在存储器11的声音的频率信号，决定基准频率(例如第一基准频率F1)以及带宽W；系数列输出步骤，输出系数列(例如第一系数列C1)，该系数列的取值为，针对所述频率信号中出现的多个谐波的信号列中的、与基准频率F1最近的信号列，取1以下的最大值，并且针对所述频率信号中出现的多个谐波的信号列中的、远离基准频率F1的信号列，越远离基准频率F1就越取小的值；信号列生成步骤，通过进行乘法处理以及翻转处理这两个处理，来生成翻转信号列(例如翻转信号列ST1)，所述乘法处理是指，针对所述频率信号中的、以基准频率F1为上限频率，且在比上限频率低的低频带侧具有带宽的频率信号的信号列(例如信号列SL1)，乘以系数列C1的处理，所述翻转处理是指，将所述频率信号中的、以基准频率F1为上限频率，且在比上限频率低的低频带侧具有带宽的频率信号的信号列(例如信号列SL1)，以基准频率F1为对称轴，翻转到比基准频率F1高的频率区域的处理；以及信号输出步骤，通过将所述频率信号中的、以基准频率F1为下限频率，且在比下限频率高的高频带侧具有带宽W的频率信号的信号列(例如信号列SH1)替换到翻转信号列ST1，来输出补充后的频率信号。

通过该信号处理方法，由于在成为对频率信号的信号列SL1进行翻转时的对称轴的第一基准频率F1附近，相邻的频率信号的信号列SL1、SH1为彼此接近的值，因此不容易产生以往技术中出现的不自然的断坡。并且，由于针对成为翻转处理的对象的频率信号的信号列SL1乘以示出减少倾向的第一系数列C1，因此能够实现高频带的振幅比低频带的振幅小的自然的状态。并且，由于是根据声音的频率信号来决定第一基准频率F1，因此能够按照随着时间而变动的声音信号来决定第一基准频率F1，从而能够充分地获得在补充时所需要的信号。据此，能够使再生声音信号时的再生信号高音质化。

[1-4.实施方式1的变形例]

参照图16和图17对实施方式1的变形例所涉及的信号处理装置1进行说明。在变形例中，对翻转信号列ST1与频率信号的信号列SH1进行相加之处与上述的实施方式1不同。

图16示出了由变形例的信号处理装置1的第一信号输出部15执行的处理。图17利用频率信号的信号列，示出了由变形例所涉及的第一信号输出部15输出的补充后的频率信号。

在实施方式的变形例中，在信号输出步骤(S50)，第一信号输出部15输出补充后的频率信号。具体而言，第一信号输出部15通过将所述频率信号中的、以第一基准频率F1为下限频率，且在比下限频率高的高频带侧具有带宽W的频率信号的信号列SH1，与翻转信号列ST1相加，来输出补充后的频率信号(图17参照)。通过变形例的信号处理装置1，能够在充分利用原本的高频带侧的成分的同时，使再生声音信号时的再生信号高音质化。

实施方式的变形例所涉及的信号处理装置1具备：补充频带决定部12，根据被存放在存储器11的声音的频率信号，决定第一基准频率F1以及带宽W；第一系数列输出部13，输出第一系数列C1，该第一系数列C1的取值为，针对所述频率信号中出现的多个谐波的信号列中的、与第一基准频率F1最近的信号列，取1以下的最大值，并且针对所述频率信号中出现的多个谐波的信号列中的、远离第一基准频率F1的信号列，越远离第一基准频率F1就越取小的值；第一信号列生成部14，通过进行乘法处理以及翻转处理这两个处理，来生成翻转信号列ST1，所述乘法处理是指，针对所述频率信号中的、以第一基准频率F1作为上限频率，且在比上限频率低的低频带侧具有带宽W的频率信号的信号列SL1，乘以第一系数列C1的处理，所述翻转处理是指，将所述频率信号中的、以第一基准频率F1作为上限频率，且在比上限频率低的低频带侧具有带宽W的频率信号的信号列SL1，以第一基准频率F1为对称轴，翻转到比第一基准频率F1高的频率区域的处理；以及第一信号输出部15，通过将所述频率信号中的、以第一基准频率F1为下限频率，且在比下限频率高的高频带侧具有带宽W的频率信号的信号列SH1，与翻转信号列ST1相加，来输出补充后的频率信号。

通过此构成，在频率信号的信号列SL1翻转时成为对称轴的第一基准频率F1附近，由于相邻的频率信号的信号列SL1、SH1成为彼此接近的值，因此不容易产生以往技术中出现的不自然的断坡。并且，由于针对成为翻转处理的对象的频率信号的信号列SL1乘以示出减少倾向的第一系数列C1，因此能够实现高频带的振幅比低频带的振幅小的自然的状态。并且，由于是根据声音的频率信号来决定第一基准频率F1，从而能够按照随着时间而变动的声音信号来决定第一基准频率F1，这样能够充分地获得补充时所需要的信号。据此，能够在充分利用原本的高频带侧的成分的同时，使再生声音信号时的再生信号高音质化。

本实施方式所涉及的信号处理方法对频率信号进行处理，该信号处理方法包括：频带决定步骤，根据被存放在存储器11的声音的频率信号，决定基准频率(例如第一基准频率F1)以及带宽W；系数列输出步骤，输出系数列(例如第一系数列C1)，该系数列的取值为，针对所述频率信号中出现的多个谐波的信号列中的、与基准频率F1最近的信号列，取1以下的最大值，并且针对所述频率信号中出现的多个谐波的信号列中的、远离基准频率F1的信号列，越远离基准频率F1就越取小的值；信号列生成步骤，通过进行乘法处理以及翻转处理这两个处理，来生成翻转信号列(例如翻转信号列ST1)，所述乘法处理是指，针对所述频率信号中的、以基准频率F1为上限频率，且在比上限频率低的低频带侧具有带宽的频率信号的信号列(例如信号列SL1)，乘以系数列C1的处理，所述翻转处理是指，将所述频率信号中的、以基准频率F1为上限频率，且在比上限频率低的低频带侧具有带宽的频率信号的信号列(例如信号列SL1)，以基准频率F1为对称轴，翻转到比基准频率F1高的频率区域的处理；以及信号输出步骤，通过将所述频率信号中的、以基准频率F1为下限频率，且在比下限频率高的高频带侧具有带宽W的频率信号的信号列(例如信号列SH1)，与翻转信号列ST1相加，来输出补充后的频率信号。

通过此构成，在频率信号的信号列SL1翻转时成为对称轴的第一基准频率F1附近，由于相邻的频率信号的信号列SL1、SH1成为彼此接近的值，因此不容易产生以往技术中出现的不自然的断坡。并且，由于针对成为翻转处理的对象的频率信号的信号列SL1乘以示出减少倾向的第一系数列C1，因此能够实现高频带的振幅比低频带的振幅小的自然的状态。并且，由于是根据声音的频率信号来决定第一基准频率F1，从而能够按照随着时间而变动的声音信号来决定第一基准频率F1，这样能够充分地获得补充时所需要的信号。据此，能够在充分利用原本的高频带侧的成分的同时，使再生声音信号时的再生信号高音质化。

(实施方式2)

[2-1.信号处理装置的构成]

参照图18以及图19对实施方式2所涉及的信号处理装置1A进行说明。在实施方式1中虽然示出了频率成分的翻转处理等执行一次的例子，在实施方式2中将要说明的是对翻转处理等再执行一次的例子。

图18示出了实施方式2所涉及的信号处理装置1A的构成。图19是示出在实施方式2所涉及的信号处理方法中对信号处理执行两次的情况下的概念图。

如图18所示，信号处理装置1A具备：实施方式1所示的补充频带决定部12、第一系数列输出部13、第一信号列生成部14以及第一信号输出部15，而且还具备第二系数列输出部23、第二信号列生成部24以及第二信号输出部25。另外，信号处理装置1A也具备频率变换部10、存储器11以及频率逆变部16。

补充频带决定部12从存储器11接受频率信号，根据该频率信号，进一步决定第二基准频率F2。第二基准频率F2是在第一基准频率F1加上带宽W之后的频率。补充频带决定部12向第二系数列输出部23以及第二信号列生成部24，分别输出与决定了的与第二基准频率F2以及带宽W有关的信息。

第二系数列输出部23是生成第二系数列C2并进行输出的电路。第二系数列输出部23从补充频带决定部12接受与第二基准频率F2以及带宽W有关的信息，生成第二系数列C2。第二系数列C2是指，针对所述频率信号中出现的多个谐波的信号列中的、与第二基准频率F2最近的谐波的信号列，取1以下的最大值，且针对远离第二基准频率F2的信号列，越远离第二基准频率F2就越取小的值的系数列。作为第二系数列C2的例子可以举例示出，首项为1以下，从首项单调减少的等差列或等比列。

第二系数列C2以及第一系数列C1分别具有减少倾向的倾斜。第二系数列C2的倾斜可以与第一系数列C1的倾斜相同，或者可以比第一系数列C1的倾斜缓。例如，相对于实施方式1示出的第一系数列C1(参照图7以及图8)，可以将第二系数列C2设为C2(i)＝1.0-i/40，也可以设为C2(i)＝0.9^i(在此，i是从第二基准频率F2来看，第i个的存储器内位置)。一般而言，频率信号的振幅的减少倾向，当频率越高时则越缓，因此，通过使第二系数列C2的倾斜比第一系数列C1的倾斜缓，从而能够使补充后的频率信号的振幅与一般情况下的频率信号的振幅的减少倾向相吻合。

第二信号列生成部24是生成用于对高频带的谐波成分进行补充的翻转信号列ST2的电路。第二信号列生成部24从第一信号输出部15接受补充后的频率信号，从补充频带决定部12接受与第二基准频率F2以及带宽W有关的信息，并且从第二系数列输出部23接受与第二系数列C2有关的信息。

于是，第二信号列生成部24如图19所示，针对所述频率信号中的、将第二基准频率F2作为上限频率，且在比上限频率低的低频带侧具有带宽W的频率信号的信号列SL2，进行乘以第二系数列C2的乘法处理。并且，第二信号列生成部24针对在比上限频率低的低频带侧具有带宽W的频率信号的信号列SL2，以第二基准频率F2为对称轴，翻转到比第二基准频率F2高的频率区域的翻转处理。第二信号列生成部24通过进行这双方的处理，来生成翻转信号列ST2，并输出。第二信号列生成部24可以对这两个处理同时进行，也可以按照不同的顺序来执行。

第二信号输出部25是输出进一步补充后的频率信号的电路。第二信号输出部25从第二信号列生成部24接受与翻转信号列ST2有关的信息。于是，第二信号列生成部24将所述频率信号中的、将第二基准频率F2作为下限频率，且在比下限频率高的高频带侧具有带宽W的频率信号的信号列SH2替换为翻转信号列ST2，从而生成进一步补充后的频率信号，并输出。

在此将要说明的是，如以上所述，将第一基准频率F1作为对称轴，对带宽W的信号进行一次翻转，并且以第二基准频率F2为对称轴，对带宽W的信号再进行一次翻转，通过进行共计两次的处理，从而以第一基准频率F1为对称轴，得到的较宽的带宽(例如2×W)的信号与进行一次翻转不同。

在本实施方式1的例子中，将6kHz至8kHz的频率频带的信号翻转处理为8kHz至12kHz，但是由于6kHz至8kHz的频率频带的主要的信号为高谐波成分，因此，即使在高频带侧进行两次翻转处理也不会产生不自然感。另外，在对较宽的带宽(2×W)的信号进行一次翻转的情况下，将4kHz至8kHz的频率频带的信号翻转为8kHz至12kHz，但是在4kHz至8kHz的信号中不仅包含高谐波成分，而且例如包括形成子音的音韵的独特的频率成分。若将包括这样的频率成分的信号翻转到高频带侧来处理，则会在听觉上产生不协调感。为此，在实施方式2的补充频带决定部12，按照第一基准频率F1的频率值，来决定宽度不会过大的带宽W，在此之后，在第一信号列生成部14以及第二信号列生成部24合计进行两次的翻转处理。据此，能够抑制在进行翻转处理时产生的不协调感。

[2-2.效果等]

本实施方式所涉及的信号处理装置1A进一步具备：第二系数列输出部23，输出第二系数列C2，该第二系数列C2的取值为，针对补充后的频率信号中出现的多个谐波的信号列中的、与第二基准频率F2最近的信号列，取1以下的最大值，并且针对补充后的频率信号中出现的多个谐波的信号列中的、远离第二基准频率F2的信号列，越远离第二基准频率F2就越取小的值，所述第二基准频率F2是在第一基准频率F1加上带宽W后的频率；第二信号列生成部24，通过进行乘法处理以及翻转处理这两个处理，来生成翻转信号列ST2，所述乘法处理是指，针对补充后的频率信号中的、以第二基准频率F2作为上限频率，且在比上限频率低的低频带侧具有带宽W的频率信号的信号列SL2，乘以第二系数列C2的处理，所述翻转处理是指，将补充后的频率信号中的、以第二基准频率F2作为上限频率，且在比上限频率低的低频带侧具有带宽W的频率信号的信号列SL2，以第二基准频率F2作为对称轴，翻转到比第二基准频率F2高的频率区域的处理；以及第二信号输出部25，通过将补充后的频率信号中的、以第二基准频率F2作为下限频率，且在比下限频率高的高频带侧具有带宽W的频率信号的信号列SH2，替换为翻转信号列ST2，来输出进一步补充后的频率信号。

这样，通过进行两次上述的乘法处理以及翻转处理等，从而能够进一步使再生信号高音质化。

另外，系数列输出部如图18所示，也可以不必设置两个。

图20示出了信号处理装置1A的构成的其他的例子。如图20所示，信号处理装置1A可以被构成为，第一系数列输出部13对第一系数列C1以及第二系数列C2分别进行输出。

并且，也可以是，上述的第二信号输出部25不将频率信号的信号列SH2替换为翻转信号列ST2，而是通过对频率信号的信号列SH2与翻转信号列ST2进行相加，来生成进一步补充后的频率信号。

即，本实施方式所涉及的信号处理装置1A进一步具备上述第二系数列输出部23、上述第二信号列生成部24、以及第二信号输出部25，通过将补充后的频率信号中的、以第二基准频率F2作为下限频率，且在比下限频率高的高频带侧具有带宽W的频率信号的信号列SH2，与翻转信号列ST2相加，来输出进一步补充后的频率信号。

这样，通过进行两次上述的乘法处理以及翻转处理等，从而能够使再生信号进一步高音质化。

并且，第二系数列C2的倾斜可以比第一系数列C1的倾斜小。

据此，由于频率信号的振幅在频率越高时则越缓，因此能够与一般的频率信号的振幅的减少倾向吻合。这样，能够使再生声音信号时的再生信号高音质化。

另外，以上虽然举例示出了对频率成分的翻转处理等执行两次，不过，翻转处理等次数并非受两次所限，也可以是三次。

图21示出了实施方式2所涉及的信号处理方法的其他的例子，是示出执行三次信号处理的情况下的概念图。

如图21所示，在该其他的例子中，针对第三基准频率F3作为上限频率，在比上限频率低的低频带侧具有带宽W的频率信号的信号列SL3，进行乘以第三系数列C3的乘法处理。并且，将在比上限频率低的低频带侧具有带宽W的频率信号的信号列SL3，以第三基准频率F3作为对称轴，翻转到比第三基准频率F3高的频率区域的翻转处理。通过进行这两个处理，从而生成翻转信号列ST3。并且，通过将所述频率信号中的、以第三基准频率F3为下限频率，且在比下限频率高的高频带侧具有带宽W的频率信号的信号列SH3替换到翻转信号列ST3，从而生成进一步补充后的频率信号并输出。

并且，频率成分的翻转处理等次数并非受三次所限，也可以是n(n为1以上的整数)次。

即，本实施方式所涉及的信号处理装置1A进一步具备：第(n+1)系数列输出部，输出第(n+1)系数列，该第(n+1)系数列的取值为，针对补充后的所述频率信号中出现的多个谐波的信号列中的、与第(n+1)基准频率最近的信号列，取1以下的最大值，并且针对补充后的所述频率信号中出现的多个谐波的信号列中的、远离所述第(n+1)基准频率的信号列，越远离所述第(n+1)基准频率就越取小的值，所述第(n+1)基准频率是在所述第一基准频率加上所述带宽后的频率；第(n+1)信号列生成部，通过进行乘法处理以及翻转处理这两个处理，来生成翻转信号列，所述乘法处理是指，针对补充后的所述频率信号中的、以所述第(n+1)基准频率作为上限频率，且在比所述上限频率低的低频带侧具有所述带宽的频率信号的信号列，乘以所述第(n+1)系数列的处理，所述翻转处理是指，将补充后的所述频率信号中的、以所述第(n+1)基准频率作为上限频率，且在比所述上限频率低的低频带侧具有所述带宽的频率信号的信号列，以所述第(n+1)基准频率为对称轴，翻转到比所述第(n+1)基准频率高的频率区域的处理；以及第(n+1)信号输出部，通过将补充后的所述频率信号中的、以所述第(n+1)基准频率作为下限频率，且在比所述下限频率高的高频带侧具有所述带宽的频率信号的信号列，与所述翻转信号列相加，来输出进一步补充后的所述频率信号。

并且，信号处理装置1A进一步具备上述的第(n+1)的系数列输出部、第(n+1)的信号列生成部、以及第(n+1)信号输出部，将补充后的频率信号中的、以第(n+1)基准频率为下限频率，且在比下限频率高的高频带侧具有带宽W的频率信号的信号列，与翻转信号列相加，从而输出进一步补充后的频率信号。

并且，在信号处理装置1A中，带宽W并非受限于固定，带宽可以按照翻转次数来发生变化。例如，可以按照翻转处理的次数的增加，使带宽增加。

(其他的实施方式)

以上基于实施方式等对本申请的形态中所涉及的信号处理装置等进行了说明，但是本申请并非受这些实施方式所限。例如，可以对本说明书中记载的构成要素进行任意地组合来作为本申请的实施方式，并且可以将去除构成要素中的若干个而形成的其他的实施方式作为本申请的实施方式。并且，针对上述实施方式，在不脱离本申请的主旨、即不脱离技术方案中的表述所示出的意思的范围内，执行本领域技术人员所能够想到的各种变形而得到的变形例也包含在本申请内。

并且，以下所示的形态可以包含在本申请的一个或多个形态范围内。

(1)构成上述的信号处理装置的构成要素的一部分可以是由微型处理器、ROM、RAM、硬盘单元、显示单元、键盘、鼠标等构成的计算机系统。所述RAM或硬盘单元中存储计算机程序。所述微型处理器通过按照所述计算机程序来工作，从而实现其功能。在此的计算机程序为了实现规定的功能，而由向计算机示出指令的指令代码进行多个组合来构成。

(2)构成上述的信号处理装置的构成要素的一部分，可以由一个系统LSI(LargeScale Integration：大規模集成电路)来构成。系统LSI是将多个构成部集成在一个芯片而制造的超多功能LSI，具体而言，是包括微型处理器、ROM、RAM等而被构成的计算机系统。在所述RAM中存储计算机程序。通过所述微型处理器按照所述计算机程序来工作，从而系统LSI实现其功能。

(3)构成上述的信号处理装置的构成要素的一部分可以由能够装拆于各装置的IC卡或单体的功能块构成。所述IC卡或所述功能块是由微型处理器、ROM、RAM等构成的计算机系统。所述IC卡或所述功能块可以包括上述的超多功能LSI。通过微型处理器按照计算机程序进行工作，从而所述IC卡或所述功能块能够实现其功能。该IC卡或功能块可以具有抗篡改性。

(4)并且，构成上述的信号处理装置的构成要素的一部分可以记录在能够由计算机读取所述计算机程序或所述数字信号的记录介质中，例如软盘、硬盘、CD-ROM、MO、DVD、DVD-ROM、DVD-RAM、BD(Blu-ray(注册商标)Disc)、半导体存储器等。并且可以是被记录在这些记录介质的所述数字信号。

并且，构成上述的信号处理装置的构成要素的一部分可以经由电通信线路、无线或有线通信线路、以因特网为代表的网络、数据播放等，来传输所述计算机程序或所述数字信号。

(5)本申请可以是以上所示的方法。并且可以是由计算机来实现这些方法的计算机程序，也可以是由所述计算机程序构成的数字信号。

(6)并且，本申请可以是具备微型处理器和存储器的计算机系统，所述存储器可以存储上述的计算机程序，所述微型处理器可以按照所述计算机程序来工作。

(7)并且，通过将所述程序或所述数字信号记录到所述记录介质并传输，或者通过将所述程序或所述数字信号经由所述网络等传输，从而能够由独立的其他的计算机系统来实施。

(8)上述实施方式以及上述变形例可以被分别组合。

本申请的信号处理装置能够对包括高频带的频率成分没有充分记录的声音信号的音乐内容等，以高音质进行再生，因此能够利用于智能电话或平板电脑等信息终端、能够与因特网连接的电视接收机、DVD/BRD等的再生设备、智能扬声器等。

符号说明

1、1A 信号处理装置

10 频率变换部

11 存储器

12 补充频带决定部

13 第一系数列输出部

14 第一信号列生成部

15 第一信号输出部

16 频率逆变部

23 第二系数列输出部

24 第二信号列生成部

25 第二信号输出部

1000 计算机

1001 输入装置

1002 输出装置

1003 CPU

1004 内置存储器

1005 RAM

1009 总线

C1 第一系数列(系数列)

C2 第二系数列

F1 第一基准频率(基准频率)

F2 第二基准频率

F3 第四基准频率

SL1、SL2、SL3、SH1、SH2、SH3 频率信号的信号列

ST1、ST2、ST3 翻转信号列

W 带宽

Claims (13)

1.一种信号处理装置，具备：

补充频带决定部，根据被存放在存储器的声音的频率信号，决定第一基准频率以及带宽；

第一系数列输出部，输出第一系数列，该第一系数列的取值为，针对所述频率信号中出现的多个谐波的信号列中的、与所述第一基准频率最近的信号列，取1以下的最大值，并且针对所述频率信号中出现的多个谐波的信号列中的、远离所述第一基准频率的信号列，越远离所述第一基准频率就取越小的值；

第一信号列生成部，通过进行乘法处理以及翻转处理这两个处理，来生成翻转信号列，所述乘法处理是指，针对所述频率信号中的、以所述第一基准频率作为上限频率且在比所述上限频率低的低频带侧具有所述带宽的频率信号的信号列，乘以所述第一系数列的处理，所述翻转处理是指，将所述频率信号中的、以所述第一基准频率作为上限频率且在比所述上限频率低的低频带侧具有所述带宽的频率信号的信号列，以所述第一基准频率为对称轴，翻转到比所述第一基准频率高的频率区域的处理；以及

第一信号输出部，通过将所述频率信号中的、以所述第一基准频率为下限频率且在比所述下限频率高的高频带侧具有所述带宽的频率信号的信号列，替换为所述翻转信号列，来输出补充后的所述频率信号。

2.如权利要求1所述的信号处理装置，

所述信号处理装置进一步具备：

第二系数列输出部，输出第二系数列，该第二系数列的取值为，针对补充后的所述频率信号中出现的多个谐波的信号列中的、与第二基准频率最近的信号列，取1以下的最大值，并且针对补充后的所述频率信号中出现的多个谐波的信号列中的、远离所述第二基准频率的信号列，越远离所述第二基准频率就取越小的值，所述第二基准频率是所述第一基准频率加上所述带宽后的频率；

第二信号列生成部，通过进行乘法处理以及翻转处理这两个处理，来生成翻转信号列，所述乘法处理是指，针对补充后的所述频率信号中的、以所述第二基准频率作为上限频率且在比所述上限频率低的低频带侧具有所述带宽的频率信号的信号列，乘以所述第二系数列的处理，所述翻转处理是指，将补充后的所述频率信号中的、以所述第二基准频率作为上限频率且在比所述上限频率低的低频带侧具有所述带宽的频率信号的信号列，以所述第二基准频率为对称轴，翻转到比所述第二基准频率高的频率区域的处理；以及

第二信号输出部，通过将补充后的所述频率信号中的、以所述第二基准频率作为下限频率且在比所述下限频率高的高频带侧具有所述带宽的频率信号的信号列，替换为所述翻转信号列，来输出进一步补充后的所述频率信号。

3.如权利要求2所述的信号处理装置，

所述第二系数列的倾斜比所述第一系数列的倾斜小。

4.一种信号处理装置，具备：

补充频带决定部，根据被存放在存储器的声音的频率信号，决定第一基准频率以及带宽；

第一系数列输出部，输出第一系数列，该第一系数列的取值为，针对所述频率信号中出现的多个谐波的信号列中的、与所述第一基准频率最近的信号列，取1以下的最大值，并且针对所述频率信号中出现的多个谐波的信号列中的、远离所述第一基准频率的信号列，越远离所述第一基准频率就取越小的值；

第一信号列生成部，通过进行乘法处理以及翻转处理这两个处理，来生成翻转信号列，所述乘法处理是指，针对所述频率信号中的、以所述第一基准频率作为上限频率且在比所述上限频率低的低频带侧具有所述带宽的频率信号的信号列，乘以所述第一系数列的处理，所述翻转处理是指，将所述频率信号中的、以所述第一基准频率作为上限频率且在比所述上限频率低的低频带侧具有所述带宽的频率信号的信号列，以所述第一基准频率为对称轴，翻转到比所述第一基准频率高的频率区域的处理；以及

第一信号输出部，通过将所述频率信号中的、以所述第一基准频率为下限频率且在比所述下限频率高的高频带侧具有所述带宽的频率信号的信号列，与所述翻转信号列相加，来输出补充后的所述频率信号。

5.如权利要求4所述的信号处理装置，

所述信号处理装置进一步具备：

第二系数列输出部，输出第二系数列，该第二系数列的取值为，针对补充后的所述频率信号中出现的多个谐波的信号列中的、与第二基准频率最近的信号列，取1以下的最大值，并且针对补充后的所述频率信号中出现的多个谐波的信号列中的、远离所述第二基准频率的信号列，越远离所述第二基准频率就取越小的值，所述第二基准频率是所述第一基准频率加上所述带宽后的频率；

第二信号列生成部，通过进行乘法处理以及翻转处理这两个处理，来生成翻转信号列，所述乘法处理是指，针对补充后的所述频率信号中的、以所述第二基准频率作为上限频率且在比所述上限频率低的低频带侧具有所述带宽的频率信号的信号列，乘以所述第二系数列的处理，所述翻转处理是指，将补充后的所述频率信号中的、以所述第二基准频率作为上限频率且在比所述上限频率低的低频带侧具有所述带宽的频率信号的信号列，以所述第二基准频率为对称轴，翻转到比所述第二基准频率高的频率区域的处理；以及

第二信号输出部，通过将补充后的所述频率信号中的、以所述第二基准频率作为下限频率且在比所述下限频率高的高频带侧具有所述带宽的频率信号的信号列，与所述翻转信号列相加，来输出进一步补充后的所述频率信号。

6.如权利要求5所述的信号处理装置，

所述第二系数列的倾斜比所述第一系数列的倾斜小。

7.如权利要求1至6的任一项所述的信号处理装置，

所述补充频带决定部，将所述频率信号中出现的频率成分的能量的降低成为18dB以上的频率，决定为所述第一基准频率。

8.如权利要求7所述的信号处理装置，

所述补充频带决定部，按照所述第一基准频率的值，来决定所述带宽。

9.如权利要求7所述的信号处理装置，

所述补充频带决定部，在所述第一基准频率比规定的频率低的情况下，使由所述补充频带决定部决定的所述带宽，比在将所述规定的频率作为所述第一基准频率时决定的带宽窄。

10.如权利要求1至6的任一项所述的信号处理装置，

所述信号处理装置进一步具备：

频率变换部，将声音的时间轴信号变换为声音的频率信号，并输出；

所述存储器，对从所述频率变换部输出的所述频率信号进行存储；以及

频率逆变部，将从所述第一信号输出部输出的、补充后的所述频率信号，逆变换为声音的时间轴信号，并输出。

11.如权利要求10所述的信号处理装置，

所述第一信号列生成部，针对与所述第一信号列生成部的输入信号对应的各频率成分的共轭复数，乘以所述第一系数列，生成所述第一信号列生成部的输出信号的各频率成分。

12.一种信号处理方法，对频率信号进行处理，

所述信号处理方法包括：

频带决定步骤，根据被存放在存储器的声音的所述频率信号，决定基准频率以及带宽；

系数列输出步骤，输出系数列，该系数列的取值为，针对所述频率信号中出现的多个谐波的信号列中的、与所述基准频率最近的信号列，取1以下的最大值，并且针对所述频率信号中出现的多个谐波的信号列中的、远离所述基准频率的信号列，越远离所述基准频率就取越小的值；

信号列生成步骤，通过进行乘法处理以及翻转处理这两个处理，来生成翻转信号列，所述乘法处理是指，针对所述频率信号中的、以所述基准频率作为上限频率且在比所述上限频率低的低频带侧具有所述带宽的频率信号的信号列，乘以所述系数列的处理，所述翻转处理是指，将所述频率信号中的、以所述基准频率作为上限频率且在比所述上限频率低的低频带侧具有所述带宽的频率信号的信号列，以所述基准频率为对称轴，翻转到比所述基准频率高的频率区域的处理；以及

信号输出步骤，通过将所述频率信号中的、以所述基准频率为下限频率且在比所述下限频率高的高频带侧具有所述带宽的频率信号的信号列，替换为所述翻转信号列，来输出补充后的所述频率信号。

13.一种信号处理方法，对频率信号进行处理，

所述信号处理方法包括：

频带决定步骤，根据被存放在存储器的声音的所述频率信号，决定基准频率以及带宽；

系数列输出步骤，输出系数列，该系数列的取值为，针对所述频率信号中出现的多个谐波的信号列中的、与所述基准频率最近的信号列，取1以下的最大值，并且针对所述频率信号中出现的多个谐波的信号列中的、远离所述基准频率的信号列，越远离所述基准频率就越取小的值；

信号列生成步骤，通过进行乘法处理以及翻转处理这两个处理，来生成翻转信号列，所述乘法处理是指，针对所述频率信号中的、以所述基准频率作为上限频率且在比所述上限频率低的低频带侧具有所述带宽的频率信号的信号列，乘以所述系数列的处理，所述翻转处理是指，将所述频率信号中的、以所述基准频率作为上限频率且在比所述上限频率低的低频带侧具有所述带宽的频率信号的信号列，以所述基准频率为对称轴，翻转到比所述基准频率高的频率区域的处理；以及

信号输出步骤，通过将所述频率信号中的、以所述基准频率为下限频率且在比所述下限频率高的高频带侧具有所述带宽的频率信号的信号列，与所述翻转信号列相加，来输出补充后的所述频率信号。