JP2000134162A - 帯域幅拡張方法及び装置 - Google Patents
帯域幅拡張方法及び装置Info
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- JP2000134162A JP2000134162A JP10304302A JP30430298A JP2000134162A JP 2000134162 A JP2000134162 A JP 2000134162A JP 10304302 A JP10304302 A JP 10304302A JP 30430298 A JP30430298 A JP 30430298A JP 2000134162 A JP2000134162 A JP 2000134162A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 広帯域信号の高域成分の周波数特性をユーザ
の好みに合わせて調整することができる帯域幅拡張方法
及び装置を提供する。 【解決手段】 音声帯域幅拡張装置９において、周波数
特性調整部２６は、ＢＳＦ２５からの３４００Ｈｚ以上
の高い周波数成分の周波数特性を、予め与えられた変更
可能なパラメータ値によって調整する。加算器３１は、
周波数特性調整部２６で周波数特性が調整された３４０
０Ｈｚ以上の周波数成分をアップサンプル回路２５から
の周波数帯域３００Ｈｚ〜３４００Ｈｚの元の狭帯域音
声成分に加算する。
の好みに合わせて調整することができる帯域幅拡張方法
及び装置を提供する。 【解決手段】 音声帯域幅拡張装置９において、周波数
特性調整部２６は、ＢＳＦ２５からの３４００Ｈｚ以上
の高い周波数成分の周波数特性を、予め与えられた変更
可能なパラメータ値によって調整する。加算器３１は、
周波数特性調整部２６で周波数特性が調整された３４０
０Ｈｚ以上の周波数成分をアップサンプル回路２５から
の周波数帯域３００Ｈｚ〜３４００Ｈｚの元の狭帯域音
声成分に加算する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、通信、放送によっ
て伝えられる周波数帯域の狭い音声信号またはそれを構
成するパラメータを、送信、伝送路ではそのままにし、
受信側で帯域幅を拡張して広帯域音声信号にする帯域幅
拡張方法及び装置に関する。また、パッケージメディア
に蓄積された信号の帯域幅を拡張して広帯域信号とする
帯域幅拡張方法及び装置に関する。
て伝えられる周波数帯域の狭い音声信号またはそれを構
成するパラメータを、送信、伝送路ではそのままにし、
受信側で帯域幅を拡張して広帯域音声信号にする帯域幅
拡張方法及び装置に関する。また、パッケージメディア
に蓄積された信号の帯域幅を拡張して広帯域信号とする
帯域幅拡張方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電話回線の帯域は例えば３００〜３４０
０Ｈｚと狭く、電話回線を介して送られてくる音声信号
の周波数帯域は制限されている。このため、従来のアナ
ログ電話回線の音質はあまり良好とは言えない。また、
ディジタル携帯電話の音質についても不満がある。
０Ｈｚと狭く、電話回線を介して送られてくる音声信号
の周波数帯域は制限されている。このため、従来のアナ
ログ電話回線の音質はあまり良好とは言えない。また、
ディジタル携帯電話の音質についても不満がある。
【０００３】しかしながら、伝送路の規格が定まってい
るため、この帯域幅を広げることは難しい。したがっ
て、受信側で帯域外の信号成分を予測し、広帯域信号を
生成するシステムが様々提案されている。
るため、この帯域幅を広げることは難しい。したがっ
て、受信側で帯域外の信号成分を予測し、広帯域信号を
生成するシステムが様々提案されている。
【０００４】中でも、我が国の自動車／携帯電話の音声
コーデック方式であるベクトル和励起線形予測（Vector
Sum Excited Linear Prediction：ＶＳＥＬＰ）符号
化、ピッチ同期雑音励振源−符号励起線形予測（Pitch
Synchronus Innovation−CodeExited Linear Predictio
n：ＰＳＩ−ＣＥＬＰ）符号化方式に適用を試みた方式
では、ＬＰＣ合成を行うことに着目し、線形予測係数α
と励振源の両方を広帯域化し、広帯域化されたαと励振
源によりＬＰＣ合成を行うものがある。
コーデック方式であるベクトル和励起線形予測（Vector
Sum Excited Linear Prediction：ＶＳＥＬＰ）符号
化、ピッチ同期雑音励振源−符号励起線形予測（Pitch
Synchronus Innovation−CodeExited Linear Predictio
n：ＰＳＩ−ＣＥＬＰ）符号化方式に適用を試みた方式
では、ＬＰＣ合成を行うことに着目し、線形予測係数α
と励振源の両方を広帯域化し、広帯域化されたαと励振
源によりＬＰＣ合成を行うものがある。
【０００５】しかしながら、これによって得られた広帯
域音声には歪みが含まれる。そこで、原音声に含まれて
いた周波数成分においては、当然原音声のままの方が品
質は良いので、合成された広帯域音声のうちこの成分を
フィルタにより除去し、原音声を加算するという手法を
取っている。
域音声には歪みが含まれる。そこで、原音声に含まれて
いた周波数成分においては、当然原音声のままの方が品
質は良いので、合成された広帯域音声のうちこの成分を
フィルタにより除去し、原音声を加算するという手法を
取っている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、以上のよう
に合成された広帯域音声であるが、音質の好みの個人差
が大きく、推測合成された高域成分のゲインは固定値に
しない方が良いことが分かった。同様に、６ＫＨｚ以上
の高域成分は若干抑圧したほうが好まれるが、この値も
固定にしない方が好ましい。
に合成された広帯域音声であるが、音質の好みの個人差
が大きく、推測合成された高域成分のゲインは固定値に
しない方が良いことが分かった。同様に、６ＫＨｚ以上
の高域成分は若干抑圧したほうが好まれるが、この値も
固定にしない方が好ましい。
【０００７】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
であり、高域成分の周波数特性をユーザの好みに合わせ
て調整することのできる帯域幅拡張方法及び装置の提供
を目的とする。
であり、高域成分の周波数特性をユーザの好みに合わせ
て調整することのできる帯域幅拡張方法及び装置の提供
を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】ゲインに関しては、原音
声と合成された帯域外成分を加算するという手法を取っ
ているために、加算前に帯域外成分のゲインを調整する
ことで可能となる。また帯域幅に関しては、加算前もし
くは加算後に周波数特性を調整するフィルタをかけるこ
とで可能となる。
声と合成された帯域外成分を加算するという手法を取っ
ているために、加算前に帯域外成分のゲインを調整する
ことで可能となる。また帯域幅に関しては、加算前もし
くは加算後に周波数特性を調整するフィルタをかけるこ
とで可能となる。
【０００９】このため、本発明の帯域幅拡張方法は、狭
帯域信号もしくはこれを合成することが可能なパラメー
タから、帯域外成分を推測し、上記狭帯域信号に加算し
て帯域幅を拡張する帯域幅拡張方法において、上記帯域
外成分の周波数特性を、予め与えられた変更可能なパラ
メータ値によって調整してから上記狭帯域信号に加算す
る。
帯域信号もしくはこれを合成することが可能なパラメー
タから、帯域外成分を推測し、上記狭帯域信号に加算し
て帯域幅を拡張する帯域幅拡張方法において、上記帯域
外成分の周波数特性を、予め与えられた変更可能なパラ
メータ値によって調整してから上記狭帯域信号に加算す
る。
【００１０】また、狭帯域信号もしくはこれを合成する
ことが可能なパラメータから、帯域外成分を推測し、上
記狭帯域信号に加算して帯域幅を拡張する帯域幅拡張方
法において、上記狭帯域信号に加算された後の上記帯域
外成分の周波数特性を、予め与えられた変更可能なパラ
メータ値によって調整する。
ことが可能なパラメータから、帯域外成分を推測し、上
記狭帯域信号に加算して帯域幅を拡張する帯域幅拡張方
法において、上記狭帯域信号に加算された後の上記帯域
外成分の周波数特性を、予め与えられた変更可能なパラ
メータ値によって調整する。
【００１１】さらに、本発明の帯域幅拡張装置は、狭帯
域信号もしくはこれを合成することが可能なパラメータ
から、帯域外成分を推測し、上記狭帯域信号に加算して
帯域幅を拡張する帯域幅拡張装置において、上記帯域外
成分の周波数特性を、予め与えられた変更可能なパラメ
ータ値によって調整する周波数特性調整手段と、上記周
波数特性調整手段で周波数特性が調整された帯域外成分
を上記狭帯域信号に加算する加算手段とを備える。
域信号もしくはこれを合成することが可能なパラメータ
から、帯域外成分を推測し、上記狭帯域信号に加算して
帯域幅を拡張する帯域幅拡張装置において、上記帯域外
成分の周波数特性を、予め与えられた変更可能なパラメ
ータ値によって調整する周波数特性調整手段と、上記周
波数特性調整手段で周波数特性が調整された帯域外成分
を上記狭帯域信号に加算する加算手段とを備える。
【００１２】また、狭帯域信号もしくはこれを合成する
ことが可能なパラメータから、帯域外成分を推測し、上
記狭帯域信号に加算して帯域幅を拡張する帯域幅拡張装
置において、上記帯域外成分を上記狭帯域信号に加算す
る加算手段と、上記加算手段の加算出力の内の、上記少
なくとも一つの帯域外成分の周波数特性を予め与えられ
た変更可能なパラメータ値によって調整する周波数特性
調整手段とを備える。
ことが可能なパラメータから、帯域外成分を推測し、上
記狭帯域信号に加算して帯域幅を拡張する帯域幅拡張装
置において、上記帯域外成分を上記狭帯域信号に加算す
る加算手段と、上記加算手段の加算出力の内の、上記少
なくとも一つの帯域外成分の周波数特性を予め与えられ
た変更可能なパラメータ値によって調整する周波数特性
調整手段とを備える。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。この実施の形態は、本
発明に係る帯域幅拡張方法を用いながら、入力された狭
帯域音声の帯域幅を拡張する音声帯域幅拡張装置であ
る。この音声帯域幅拡張装置が用いる帯域幅拡張方法
は、伝送路で制限される狭帯域信号を合成することが可
能なパラメータから、帯域外成分を推測し、パラメータ
から合成した狭帯域信号に加算して帯域幅を拡張する帯
域幅拡張方法であり、上記帯域外成分の周波数特性を、
ユーザの所望により予め与えられた変更可能なパラメー
タ値によって調整してから上記狭帯域信号に加算すると
いう方法である。詳細については後述する。
て図面を参照しながら説明する。この実施の形態は、本
発明に係る帯域幅拡張方法を用いながら、入力された狭
帯域音声の帯域幅を拡張する音声帯域幅拡張装置であ
る。この音声帯域幅拡張装置が用いる帯域幅拡張方法
は、伝送路で制限される狭帯域信号を合成することが可
能なパラメータから、帯域外成分を推測し、パラメータ
から合成した狭帯域信号に加算して帯域幅を拡張する帯
域幅拡張方法であり、上記帯域外成分の周波数特性を、
ユーザの所望により予め与えられた変更可能なパラメー
タ値によって調整してから上記狭帯域信号に加算すると
いう方法である。詳細については後述する。
【００１４】この音声帯域幅拡張装置は、ディジタル携
帯電話装置に適用される。先ず、このディジタル携帯電
話装置の構成を説明しておく。ここでは、送信機側と受
信機側を別々に記しているが、実際には一つの携帯電話
装置内にまとめて内蔵されている。
帯電話装置に適用される。先ず、このディジタル携帯電
話装置の構成を説明しておく。ここでは、送信機側と受
信機側を別々に記しているが、実際には一つの携帯電話
装置内にまとめて内蔵されている。
【００１５】送信機側では、マイクロホン１から入力さ
れた音声信号を、Ａ／Ｄ変換器２によりディジタル信号
に変換し、音声符号化器３により符号化してから送信器
４で出力ビットに送信処理を施し、アンテナ５から送信
する。
れた音声信号を、Ａ／Ｄ変換器２によりディジタル信号
に変換し、音声符号化器３により符号化してから送信器
４で出力ビットに送信処理を施し、アンテナ５から送信
する。
【００１６】このとき、音声符号化器３は、伝送路によ
り制限される狭帯域化を考慮した符号化パラメータを送
信器４に供給する。例えば、符号化パラメータとして
は、励振源に関するパラメータや、線形予測係数αがあ
る。
り制限される狭帯域化を考慮した符号化パラメータを送
信器４に供給する。例えば、符号化パラメータとして
は、励振源に関するパラメータや、線形予測係数αがあ
る。
【００１７】また、受信機側では、アンテナ６で捉えた
電波を、受信器７で受信する。そして、音声復号化器８
で上記符号化パラメータを復号し、音声帯域幅拡張装置
９で上記復号化パラメータを用いて音声を拡張する。そ
の後、Ｄ／Ａ変換器１０でアナログ音声信号に戻して、
スピーカ１１から出力する。
電波を、受信器７で受信する。そして、音声復号化器８
で上記符号化パラメータを復号し、音声帯域幅拡張装置
９で上記復号化パラメータを用いて音声を拡張する。そ
の後、Ｄ／Ａ変換器１０でアナログ音声信号に戻して、
スピーカ１１から出力する。
【００１８】このディジタル携帯電話装置における、上
記音声帯域幅拡張装置９の第１の具体例を図２に示す。
この図２に示す音声帯域幅拡張装置９は、上記ディジタ
ル携帯電話装置の送信側の音声符号化器３から送られて
きた符号化パラメータを用いて音声の帯域幅を拡張す
る。
記音声帯域幅拡張装置９の第１の具体例を図２に示す。
この図２に示す音声帯域幅拡張装置９は、上記ディジタ
ル携帯電話装置の送信側の音声符号化器３から送られて
きた符号化パラメータを用いて音声の帯域幅を拡張す
る。
【００１９】上記符号化パラメータは音声復号化器８に
より復号される。音声符号器３での符号化方法がＰＳＩ
−ＣＥＬＰ（Pitch Synchronus Innovation - CELP：ピ
ッチ同期雑音励振源−ＣＥＬＰ）符号化方式によるもの
であるとすれば、この音声復号化器８での復号化方法も
ＰＳＩ−ＣＥＬＰによる。
より復号される。音声符号器３での符号化方法がＰＳＩ
−ＣＥＬＰ（Pitch Synchronus Innovation - CELP：ピ
ッチ同期雑音励振源−ＣＥＬＰ）符号化方式によるもの
であるとすれば、この音声復号化器８での復号化方法も
ＰＳＩ−ＣＥＬＰによる。
【００２０】音声復号化器８で復号された、上記符号化
パラメータの内の第１の符号化パラメータである励振源
に関するパラメータは、ゼロ詰め部１２に供給される。
また、上記符号化パラメータの内の第２の符号化パラメ
ータである線形予測係数αはα→ｒ（線形予測係数→自
己相関）変換回路１３に供給される。また、音声復号化
器８で復号された信号は、Ｖ／ＵＶ判定回路１４に供給
される。
パラメータの内の第１の符号化パラメータである励振源
に関するパラメータは、ゼロ詰め部１２に供給される。
また、上記符号化パラメータの内の第２の符号化パラメ
ータである線形予測係数αはα→ｒ（線形予測係数→自
己相関）変換回路１３に供給される。また、音声復号化
器８で復号された信号は、Ｖ／ＵＶ判定回路１４に供給
される。
【００２１】また、音声帯域幅拡張装置９は、ゼロ詰め
部１２と、α→ｒ変換回路１３と、Ｖ／ＵＶ判定回路１
４の他、広帯域有声音及び無声音から抽出した有声音用
及び無声音用パラメータを用いて予め作成されている広
帯域有声音用コードブック１５と広帯域無声音用コード
ブック１６とを備える。
部１２と、α→ｒ変換回路１３と、Ｖ／ＵＶ判定回路１
４の他、広帯域有声音及び無声音から抽出した有声音用
及び無声音用パラメータを用いて予め作成されている広
帯域有声音用コードブック１５と広帯域無声音用コード
ブック１６とを備える。
【００２２】さらに、この音声帯域幅拡張装置９は、広
帯域有声音用コードブック１５と広帯域無声音用コード
ブック１６内の各コードベクトルを部分抽出して狭帯域
パラメータを求める部分抽出回路１７及び部分抽出回路
１８と、α→ｒ変換回路１３からの狭帯域有声音用自己
相関を部分抽出回路１７からの狭帯域パラメータを用い
て量子化する狭帯域有声音用量子化器１９と、上記α→
ｒ変換回路１３からの狭帯域無声音用自己相関を部分抽
出回路１８からの狭帯域パラメータを用いて量子化する
狭帯域無声音用量子化器２０と、狭帯域有声音用量子化
器１９からの狭帯域有声音用量子化データを広帯域有声
音用コードブック１５を用いて逆量子化する広帯域有声
音用逆量子化器２１と、狭帯域無声音用量子化器２０か
らの狭帯域無声音用量子化データを広帯域無声音用コー
ドブック１６を用いて逆量子化する広帯域無声音用逆量
子化器２２と、広帯域有声音用逆量子化器２１からの逆
量子化データとなる広帯域有声音用自己相関を広帯域有
声音用の線形予測係数に変換すると共に広帯域無声音用
逆量子化器２２からの逆量子化データとなる広帯域無声
音用自己相関を広帯域無声音用の線形予測係数に変換す
る自己相関→線形予測係数（ｒ→α）変換回路２３と、
このｒ→α変換回路２３からの広帯域有声音用線形予測
係数と広帯域無声音用線形予測係数とゼロ詰め部１２か
らの励振源とに基づいて広帯域音声を合成するＬＰＣ合
成回路２４とを備えてなる。
帯域有声音用コードブック１５と広帯域無声音用コード
ブック１６内の各コードベクトルを部分抽出して狭帯域
パラメータを求める部分抽出回路１７及び部分抽出回路
１８と、α→ｒ変換回路１３からの狭帯域有声音用自己
相関を部分抽出回路１７からの狭帯域パラメータを用い
て量子化する狭帯域有声音用量子化器１９と、上記α→
ｒ変換回路１３からの狭帯域無声音用自己相関を部分抽
出回路１８からの狭帯域パラメータを用いて量子化する
狭帯域無声音用量子化器２０と、狭帯域有声音用量子化
器１９からの狭帯域有声音用量子化データを広帯域有声
音用コードブック１５を用いて逆量子化する広帯域有声
音用逆量子化器２１と、狭帯域無声音用量子化器２０か
らの狭帯域無声音用量子化データを広帯域無声音用コー
ドブック１６を用いて逆量子化する広帯域無声音用逆量
子化器２２と、広帯域有声音用逆量子化器２１からの逆
量子化データとなる広帯域有声音用自己相関を広帯域有
声音用の線形予測係数に変換すると共に広帯域無声音用
逆量子化器２２からの逆量子化データとなる広帯域無声
音用自己相関を広帯域無声音用の線形予測係数に変換す
る自己相関→線形予測係数（ｒ→α）変換回路２３と、
このｒ→α変換回路２３からの広帯域有声音用線形予測
係数と広帯域無声音用線形予測係数とゼロ詰め部１２か
らの励振源とに基づいて広帯域音声を合成するＬＰＣ合
成回路２４とを備えてなる。
【００２３】また、この音声帯域幅拡張装置９は、音声
復号化器８で復号化された狭帯域音声データのサンプリ
ング周波数を８ｋＨｚから１６ｋＨｚにオーバーサンプ
リングするアップサンプル回路２５と、ＬＰＣ合成回路
２４からの合成出力から入力狭帯域音声データの周波数
帯域３００Ｈｚ〜３４００Ｈｚの信号成分を除去するバ
ンドストップフィルタ（ＢＳＦ）２５を備えている。
復号化器８で復号化された狭帯域音声データのサンプリ
ング周波数を８ｋＨｚから１６ｋＨｚにオーバーサンプ
リングするアップサンプル回路２５と、ＬＰＣ合成回路
２４からの合成出力から入力狭帯域音声データの周波数
帯域３００Ｈｚ〜３４００Ｈｚの信号成分を除去するバ
ンドストップフィルタ（ＢＳＦ）２５を備えている。
【００２４】さらに、この音声帯域幅拡張装置９は、Ｂ
ＳＦ２５からの３４００Ｈｚ以上の高い周波数成分の周
波数特性を、予め与えられた変更可能なパラメータ値に
よって調整する周波数特性調整部２６と、この周波数特
性調整部２６で周波数特性が調整された３４００Ｈｚ以
上の周波数成分を上記アップサンプル回路２５からの周
波数帯域３００Ｈｚ〜３４００Ｈｚの元の狭帯域音声デ
ータ成分に加算する加算器３１とを備えている。
ＳＦ２５からの３４００Ｈｚ以上の高い周波数成分の周
波数特性を、予め与えられた変更可能なパラメータ値に
よって調整する周波数特性調整部２６と、この周波数特
性調整部２６で周波数特性が調整された３４００Ｈｚ以
上の周波数成分を上記アップサンプル回路２５からの周
波数帯域３００Ｈｚ〜３４００Ｈｚの元の狭帯域音声デ
ータ成分に加算する加算器３１とを備えている。
【００２５】そして、出力端子３２からは、周波数帯域
が３００〜７０００Ｈｚで、サンプリング周波数が１６
ｋＨｚのディジタル音声信号が出力される。
が３００〜７０００Ｈｚで、サンプリング周波数が１６
ｋＨｚのディジタル音声信号が出力される。
【００２６】ここで、周波数特性調整部２６は、上記帯
域外成分の周波数帯域を高域抑圧フィルタ２７で調整す
る。高域抑圧フィルタ２７は、例えば約６ＫＨｚ以上の
成分を抑圧するフィルタで、上記帯域外成分を聴きやす
いものとする。高域抑圧フィルタ２７にはフィルタ係数
保持メモリ２８が接続されている。このフィルタ係数保
持メモリ２８には、周波数特性の減衰をなだらかにした
り、急峻にしたりするフィルタ係数がいくつか記憶され
ている。これらのフィルタ係数は、操作部３３上でのユ
ーザによる操作に応じて選択される。そして、高域抑圧
フィルタ２７では、ユーザの好みに応じて選択されたフ
ィルタ係数を用いて帯域外成分の周波数帯域を調整す
る。
域外成分の周波数帯域を高域抑圧フィルタ２７で調整す
る。高域抑圧フィルタ２７は、例えば約６ＫＨｚ以上の
成分を抑圧するフィルタで、上記帯域外成分を聴きやす
いものとする。高域抑圧フィルタ２７にはフィルタ係数
保持メモリ２８が接続されている。このフィルタ係数保
持メモリ２８には、周波数特性の減衰をなだらかにした
り、急峻にしたりするフィルタ係数がいくつか記憶され
ている。これらのフィルタ係数は、操作部３３上でのユ
ーザによる操作に応じて選択される。そして、高域抑圧
フィルタ２７では、ユーザの好みに応じて選択されたフ
ィルタ係数を用いて帯域外成分の周波数帯域を調整す
る。
【００２７】また、周波数特性調整部２６は、上記帯域
外成分のゲインを調整する。具体的には、予め設定され
たいくつかのゲイン設定値をゲイン設定値メモリ３０に
記憶しておき、操作部３３におけるユーザの所望に応じ
て選択して乗算器２９に供給する。このため、乗算器２
９では、ユーザの所望に応じて、上記帯域外成分のゲイ
ンを調整することができる。
外成分のゲインを調整する。具体的には、予め設定され
たいくつかのゲイン設定値をゲイン設定値メモリ３０に
記憶しておき、操作部３３におけるユーザの所望に応じ
て選択して乗算器２９に供給する。このため、乗算器２
９では、ユーザの所望に応じて、上記帯域外成分のゲイ
ンを調整することができる。
【００２８】この音声帯域幅拡張装置９は、全体的に以
下のように動作する。先ず、狭帯域パラメータから広帯
域パラメータを推定し、ＬＰＣ合成回路２４で広帯域音
声信号を求めている。そして、その後、原音声の周波数
帯域である低域側を原音声に置換する。すなわち、高域
通過フィルタとしてＢＳＦ２５を用い、高域のみを残
し、この高域成分の中でも高い周波数成分を高域抑圧フ
ィルタ２７で抑圧し、さらに信号処理部２９でゲインを
調整し、原音声に加算している。
下のように動作する。先ず、狭帯域パラメータから広帯
域パラメータを推定し、ＬＰＣ合成回路２４で広帯域音
声信号を求めている。そして、その後、原音声の周波数
帯域である低域側を原音声に置換する。すなわち、高域
通過フィルタとしてＢＳＦ２５を用い、高域のみを残
し、この高域成分の中でも高い周波数成分を高域抑圧フ
ィルタ２７で抑圧し、さらに信号処理部２９でゲインを
調整し、原音声に加算している。
【００２９】広帯域パラメータの推定は、αの広帯域
化、励振源の広帯域化の二つが必要である。また、αの
広帯域化には、αと相互に変換可能なパラメータである
自己相関ｒによるコードブックを予め作成しておく必要
がある。このコードブックによる量子化、逆量子化によ
って自己相関ｒが広帯域化される。
化、励振源の広帯域化の二つが必要である。また、αの
広帯域化には、αと相互に変換可能なパラメータである
自己相関ｒによるコードブックを予め作成しておく必要
がある。このコードブックによる量子化、逆量子化によ
って自己相関ｒが広帯域化される。
【００３０】先ず、αの広帯域化について説明する。α
はスペクトル包絡を表すフィルタ係数であることに着目
し、高域側を推定しやすい別のスペクトル包絡を表すパ
ラメータである自己相関ｒに一旦変換し、これを広帯域
化し、その後で広帯域自己相関ｒwからαwに逆変換す
る。拡張にはベクトル量子化を用いる。狭帯域自己相関
ｒnをベクトル量子化し、そのインデックスから対応す
るｒwを求めればよい。
はスペクトル包絡を表すフィルタ係数であることに着目
し、高域側を推定しやすい別のスペクトル包絡を表すパ
ラメータである自己相関ｒに一旦変換し、これを広帯域
化し、その後で広帯域自己相関ｒwからαwに逆変換す
る。拡張にはベクトル量子化を用いる。狭帯域自己相関
ｒnをベクトル量子化し、そのインデックスから対応す
るｒwを求めればよい。
【００３１】狭帯域自己相関と広帯域自己相関には、後
述するように一定の関係が成り立つため、広帯域自己相
関によるコードブックのみを用意すればよく、狭帯域自
己相関をこれによりベクトル量子化でき、また逆量子化
により広帯域自己相関が求まる。
述するように一定の関係が成り立つため、広帯域自己相
関によるコードブックのみを用意すればよく、狭帯域自
己相関をこれによりベクトル量子化でき、また逆量子化
により広帯域自己相関が求まる。
【００３２】狭帯域信号を、広帯域信号を帯域制限した
ものとすれば、広帯域自己相関と狭帯域自己相関には以
下の（１）式に示す関係がある。
ものとすれば、広帯域自己相関と狭帯域自己相関には以
下の（１）式に示す関係がある。
【００３３】
【数１】
【００３４】ここで、φは自己相関、ｘnは狭帯域信
号、ｘwは広帯域信号、ｈは帯域制限フィルタのインパ
ルス応答である。
号、ｘwは広帯域信号、ｈは帯域制限フィルタのインパ
ルス応答である。
【００３５】さらに、自己相関とパワースペクトルの関
係から、次の（２）式が得られる。
係から、次の（２）式が得られる。
【００３６】
【数２】
【００３７】この帯域制限フィルタのパワー特性と等し
い周波数特性を持つ、もう一つの帯域制限フィルタを考
え、これをＨ’とすれば、上記（２）式は、次の（３）
式のようになる。
い周波数特性を持つ、もう一つの帯域制限フィルタを考
え、これをＨ’とすれば、上記（２）式は、次の（３）
式のようになる。
【００３８】
【数３】
【００３９】この新たなフィルタの通過域、阻止域は当
初の帯域制限フィルタと同等であり、減衰特性が２乗と
なる。したがって、この新たなフィルタもまた、帯域制
限フィルタといえる。これを考慮すると、狭帯域自己相
関は、広帯域自己相関と帯域制限のフィルタのインパル
ス応答との畳み込み、すなわち広帯域自己相関を帯域制
限したものと単純化される。すなわち、次の（４）式と
なる。
初の帯域制限フィルタと同等であり、減衰特性が２乗と
なる。したがって、この新たなフィルタもまた、帯域制
限フィルタといえる。これを考慮すると、狭帯域自己相
関は、広帯域自己相関と帯域制限のフィルタのインパル
ス応答との畳み込み、すなわち広帯域自己相関を帯域制
限したものと単純化される。すなわち、次の（４）式と
なる。
【００４０】
【数４】
【００４１】以上より、狭帯域自己相関をベクトル量子
化するにあたっては、広帯域コードブックのみを用意す
れば、量子化時に必要な狭帯域ベクトルは演算により作
成が可能であり、狭帯域自己相関から予めコードブック
を用意しておく必要がない。
化するにあたっては、広帯域コードブックのみを用意す
れば、量子化時に必要な狭帯域ベクトルは演算により作
成が可能であり、狭帯域自己相関から予めコードブック
を用意しておく必要がない。
【００４２】さらに、各ｒwコードベクタは単調減少も
しくはなだらかに増減するカーブを持つために、Ｈ’に
より低域通過させても大きな変化がなく、ｒn量子化
は、直接ｒwコードブックで行える。ただし、サンプリ
ング周波数が１／２のため、１次おきに比較する必要が
ある。
しくはなだらかに増減するカーブを持つために、Ｈ’に
より低域通過させても大きな変化がなく、ｒn量子化
は、直接ｒwコードブックで行える。ただし、サンプリ
ング周波数が１／２のため、１次おきに比較する必要が
ある。
【００４３】αの拡張は有声音（Ｖ）と無声音（ＵＶ）
に分けることによって、さらに精度良い拡張が可能であ
るため、これも行っている。これに伴いコードブックも
Ｖ用、ＵＶ用の二つを用いている。
に分けることによって、さらに精度良い拡張が可能であ
るため、これも行っている。これに伴いコードブックも
Ｖ用、ＵＶ用の二つを用いている。
【００４４】次に、励振源の拡張について説明する。Ｐ
ＳＩ−ＣＥＬＰにおいては狭帯域での励振源を、ゼロ詰
め部１２でゼロ値を挿入することでアップサンプルし、
エイリアシング歪みを発生させたものを用いる。この方
法は非常に単純であるが、元の音声のパワーや調波構造
の差分が保存されるので、励振源としては十分な品質で
あるといえる。
ＳＩ−ＣＥＬＰにおいては狭帯域での励振源を、ゼロ詰
め部１２でゼロ値を挿入することでアップサンプルし、
エイリアシング歪みを発生させたものを用いる。この方
法は非常に単純であるが、元の音声のパワーや調波構造
の差分が保存されるので、励振源としては十分な品質で
あるといえる。
【００４５】そして、以上で得られた広帯域αと広帯域
励振源によりＬＰＣ合成回路２４でＬＰＣ合成を行う。
励振源によりＬＰＣ合成回路２４でＬＰＣ合成を行う。
【００４６】また、広帯域ＬＰＣ合成された音声は、こ
のままでは品質が悪いので、低域側はコーデック出力の
オリジナル音声ＳＮＤNで置換する。このために、合成
音のうち３．４ＫＨｚ以上を抽出し、一方でコーデック
出力をｆs＝１６ＫＨｚにアップサンプルし、これらを
加算する。
のままでは品質が悪いので、低域側はコーデック出力の
オリジナル音声ＳＮＤNで置換する。このために、合成
音のうち３．４ＫＨｚ以上を抽出し、一方でコーデック
出力をｆs＝１６ＫＨｚにアップサンプルし、これらを
加算する。
【００４７】このとき、周波数特性調整部２６の乗算器
２９で高域側に乗算するゲインをユーザの好みに応じて
調整可能としている。ユーザ毎の個人差が大きいため、
この値を可変にしている。つまり、高域側ゲインの値を
ユーザからの入力により予め設定しておき、この値を参
照し、乗算を行う。
２９で高域側に乗算するゲインをユーザの好みに応じて
調整可能としている。ユーザ毎の個人差が大きいため、
この値を可変にしている。つまり、高域側ゲインの値を
ユーザからの入力により予め設定しておき、この値を参
照し、乗算を行う。
【００４８】また、加算前に高域側に対し、周波数特性
調整部２６の高域抑圧フィルタ２７で約６ＫＨｚ以上の
成分を若干抑圧するフィルタリングを施すことで、聴き
やすい音にしている。このフィルタ係数は、ユーザの好
みに応じて選択可能である。選択されたフィルタ係数を
用いて高域抑圧フィルタ２７で処理を行うことで、好み
に応じ高域側の周波数帯域を選択可能とした。
調整部２６の高域抑圧フィルタ２７で約６ＫＨｚ以上の
成分を若干抑圧するフィルタリングを施すことで、聴き
やすい音にしている。このフィルタ係数は、ユーザの好
みに応じて選択可能である。選択されたフィルタ係数を
用いて高域抑圧フィルタ２７で処理を行うことで、好み
に応じ高域側の周波数帯域を選択可能とした。
【００４９】ただし、この高域抑圧フィルタ２６を用い
ての処理は、低域側のパワー特性に影響を与えないた
め、加算器３１の加算出力中の帯域外成分に施してもよ
い。すなわち、加算器３１の後段に、周波数特性調整部
２６の高域抑圧フィルタ２７を設けてもよい。あるい
は、あえて低域側にも影響のあるフィルタを加算後に施
す事も可能である。以上により広帯域音声が得られる。
ての処理は、低域側のパワー特性に影響を与えないた
め、加算器３１の加算出力中の帯域外成分に施してもよ
い。すなわち、加算器３１の後段に、周波数特性調整部
２６の高域抑圧フィルタ２７を設けてもよい。あるい
は、あえて低域側にも影響のあるフィルタを加算後に施
す事も可能である。以上により広帯域音声が得られる。
【００５０】次に、この音声帯域幅拡張装置９の詳細な
動作について図３のフローチャートを用いて説明する。
動作について図３のフローチャートを用いて説明する。
【００５１】ステップＳ１でα→ｒ変換回路１３は、音
声復号化器８でデコードされた線形予測係数αを自己相
関ｒに変換する。また、音声復号化器８でデコードされ
た信号はステップＳ２でＶ／ＵＶ判定回路１４により解
読され、Ｖ／ＵＶの判別が行われる。
声復号化器８でデコードされた線形予測係数αを自己相
関ｒに変換する。また、音声復号化器８でデコードされ
た信号はステップＳ２でＶ／ＵＶ判定回路１４により解
読され、Ｖ／ＵＶの判別が行われる。
【００５２】このステップＳ２で有声音／無声音判定フ
ラグがＶと判定されると、α→ｒ変換回路１３からの出
力を切り替えるスイッチＳＷは、狭帯域有声音量子化回
路１９に接続する。また、ＵＶと判定されるとスイッチ
ＳＷは、α→ｒ変換回路１３からの出力を狭帯域無声音
量子化回路２０に接続する。
ラグがＶと判定されると、α→ｒ変換回路１３からの出
力を切り替えるスイッチＳＷは、狭帯域有声音量子化回
路１９に接続する。また、ＵＶと判定されるとスイッチ
ＳＷは、α→ｒ変換回路１３からの出力を狭帯域無声音
量子化回路２０に接続する。
【００５３】ＵＶ判定回路１４が上記有声音／無声音判
定フラグをＶと判定したとき、ステップＳ４ではスイッ
チＳＷからの有声音用自己相関ｒを狭帯域Ｖ量子化回路
１９に供給して量子化する。この量子化は、上述したよ
うに部分抽出回路１７によりステップＳ３で求めた狭帯
域Ｖ用パラメータを用いる。
定フラグをＶと判定したとき、ステップＳ４ではスイッ
チＳＷからの有声音用自己相関ｒを狭帯域Ｖ量子化回路
１９に供給して量子化する。この量子化は、上述したよ
うに部分抽出回路１７によりステップＳ３で求めた狭帯
域Ｖ用パラメータを用いる。
【００５４】一方、ＵＶ判定回路１４が上記有声音／無
声音判定フラグをＵＶと判定したときには、ステップＳ
３では、スイッチＳＷからの無声音用自己相関ｒを狭帯
域ＵＶ量子化回路２０に供給して量子化するが、ここで
も、部分抽出回路１８で演算により求めた狭帯域ＵＶ用
パラメータを用いて量子化する。
声音判定フラグをＵＶと判定したときには、ステップＳ
３では、スイッチＳＷからの無声音用自己相関ｒを狭帯
域ＵＶ量子化回路２０に供給して量子化するが、ここで
も、部分抽出回路１８で演算により求めた狭帯域ＵＶ用
パラメータを用いて量子化する。
【００５５】そして、ステップＳ５でそれぞれ対応する
広帯域Ｖ逆量子化回路２１又は広帯域ＵＶ逆量子化回路
２２により広帯域Ｖコードブック１５又は広帯域ＵＶコ
ードブック１６を用いて逆量子化し、これにより広帯域
自己相関が得られる。
広帯域Ｖ逆量子化回路２１又は広帯域ＵＶ逆量子化回路
２２により広帯域Ｖコードブック１５又は広帯域ＵＶコ
ードブック１６を用いて逆量子化し、これにより広帯域
自己相関が得られる。
【００５６】そして、広帯域自己相関はステップＳ６で
ｒ→α変換回路２３によりαに変換される。
ｒ→α変換回路２３によりαに変換される。
【００５７】一方で、音声復号化器８からの励振源に関
するパラメータは、ステップＳ７でゼロ詰め部１２によ
りサンプル間にゼロが詰められることでアップサンプル
され、エイリアシングにより広帯域化される。そして、
これが広帯域励振源として、ＬＰＣ合成回路２４に供給
される。
するパラメータは、ステップＳ７でゼロ詰め部１２によ
りサンプル間にゼロが詰められることでアップサンプル
され、エイリアシングにより広帯域化される。そして、
これが広帯域励振源として、ＬＰＣ合成回路２４に供給
される。
【００５８】そして、ステップＳ８で、ＬＰＣ合成回路
２４が広帯域αと広帯域励振源とを、ＬＰＣ合成し、広
帯域の音声信号が得られる。
２４が広帯域αと広帯域励振源とを、ＬＰＣ合成し、広
帯域の音声信号が得られる。
【００５９】しかし、このままでは予測によって求めら
れた広帯域信号にすぎず、予測による誤差が含まれてい
るので品質が悪い。特に入力狭帯域音声の周波数範囲に
関しては、コーデック出力のオリジナル音声ＳＮＤ
N（入力音声）をそのまま利用したほうが良い。
れた広帯域信号にすぎず、予測による誤差が含まれてい
るので品質が悪い。特に入力狭帯域音声の周波数範囲に
関しては、コーデック出力のオリジナル音声ＳＮＤ
N（入力音声）をそのまま利用したほうが良い。
【００６０】したがって、ＬＰＣ合成回路２４からの合
成音のうち、入力狭帯域音声の周波数範囲３００〜３４
００ＨｚをステップＳ９でＢＳＦ２５を用いたフィルタ
リングにより除去する。
成音のうち、入力狭帯域音声の周波数範囲３００〜３４
００ＨｚをステップＳ９でＢＳＦ２５を用いたフィルタ
リングにより除去する。
【００６１】そして、ステップＳ１０でアップサンプル
回路２５により上記オリジナル音声ＳＮＤNをアップサ
ンプルしたものと、ステップＳ１３で加算器２９により
加算する。このとき、ステップＳ１１で高域側に対し、
約６ＫＨｚ以上の成分を若干抑圧する高域抑圧フィルタ
２７によりフィルタリングを施すことで、聴きやすい音
にしている。このフィルタ係数は上述したように選択可
能とされている。
回路２５により上記オリジナル音声ＳＮＤNをアップサ
ンプルしたものと、ステップＳ１３で加算器２９により
加算する。このとき、ステップＳ１１で高域側に対し、
約６ＫＨｚ以上の成分を若干抑圧する高域抑圧フィルタ
２７によりフィルタリングを施すことで、聴きやすい音
にしている。このフィルタ係数は上述したように選択可
能とされている。
【００６２】さらに、ステップＳ１２では、乗算器２９
を用いてユーザの好みに応じて高域側ゲインを調整可能
としている。
を用いてユーザの好みに応じて高域側ゲインを調整可能
としている。
【００６３】なおここで、音声帯域幅拡張装置９で用い
る、コードブックの作成について説明する。
る、コードブックの作成について説明する。
【００６４】コードブックの作成は一般によく知られた
ＧＬＡ(Generalized Lloyd Algorithm)による方法であ
る。広帯域音声を一定時間、例えば２０msecごとのフレ
ームに区切り、そのフレーム毎に、一定次例えば６次ま
での自己相関を求めておく。このフレーム毎の自己相関
をトレーニングデータとし、６次元のコードブックを作
成する。このとき、有声音、無声音の区別を行い、有声
音の自己相関、無声音の自己相関を別々に集め、それぞ
れのコードブックを作成してもよい。この場合、帯域拡
張処理中αの拡張時、コードブックを参照するが、この
ときにも有声音、無声音の判別を行い、対応するコード
ブックを利用する。
ＧＬＡ(Generalized Lloyd Algorithm)による方法であ
る。広帯域音声を一定時間、例えば２０msecごとのフレ
ームに区切り、そのフレーム毎に、一定次例えば６次ま
での自己相関を求めておく。このフレーム毎の自己相関
をトレーニングデータとし、６次元のコードブックを作
成する。このとき、有声音、無声音の区別を行い、有声
音の自己相関、無声音の自己相関を別々に集め、それぞ
れのコードブックを作成してもよい。この場合、帯域拡
張処理中αの拡張時、コードブックを参照するが、この
ときにも有声音、無声音の判別を行い、対応するコード
ブックを利用する。
【００６５】音声帯域幅拡張装置９では、広帯域有声音
用コードブック１２と広帯域無声音用コードブック１４
を用いているが、図４及び図５を参照しながらその作成
について詳細に説明する。
用コードブック１２と広帯域無声音用コードブック１４
を用いているが、図４及び図５を参照しながらその作成
について詳細に説明する。
【００６６】先ず、広帯域音声信号を学習用に用意し、
ステップＳ３１で１フレーム２０msecにフレーミングす
る。次に、ステップＳ３２で各フレームにおいて、例え
ばフレームエネルギーやゼロクロスの値等を調べること
によって有声音（Ｖ）か無声音（ＵＶ）かの分類を行
う。
ステップＳ３１で１フレーム２０msecにフレーミングす
る。次に、ステップＳ３２で各フレームにおいて、例え
ばフレームエネルギーやゼロクロスの値等を調べること
によって有声音（Ｖ）か無声音（ＵＶ）かの分類を行
う。
【００６７】そして、ステップＳ３３で広帯域有声音フ
レームにおいて、例えば６次までの自己相関パラメータ
ｒを計算する。また、ステップＳ３４では広帯域無声音
フレームにおける、例えば６次までの自己相関パラメー
タｒを求める。
レームにおいて、例えば６次までの自己相関パラメータ
ｒを計算する。また、ステップＳ３４では広帯域無声音
フレームにおける、例えば６次までの自己相関パラメー
タｒを求める。
【００６８】この各フレームの６次の自己相関パラメー
タから、図５のステップＳ４１で広帯域パラメータを抽
出し、ＧＬＡにより次元６の広帯域Ｖ（ＵＶ）コードブ
ックをステップＳ４２で作成する。
タから、図５のステップＳ４１で広帯域パラメータを抽
出し、ＧＬＡにより次元６の広帯域Ｖ（ＵＶ）コードブ
ックをステップＳ４２で作成する。
【００６９】以上、ＰＳＩ−ＣＥＬＰによる復号化方法
を用いた音声帯域幅拡張装置では、高域ゲイン、高域抑
圧フィルタを可変とすることで、ユーザの好み合う広帯
域音声を提供することができる。
を用いた音声帯域幅拡張装置では、高域ゲイン、高域抑
圧フィルタを可変とすることで、ユーザの好み合う広帯
域音声を提供することができる。
【００７０】次に、上記音声帯域幅拡張装置の第２の具
体例について図６を参照しながら説明する。この第２の
具体例も、上記ディジタル携帯電話装置の送信側の音声
符号化器３から送られてきた符号化パラメータを用いて
音声帯域幅を拡張する装置であるため、音声符号化器３
での符号化方法に従った復号化を行う。
体例について図６を参照しながら説明する。この第２の
具体例も、上記ディジタル携帯電話装置の送信側の音声
符号化器３から送られてきた符号化パラメータを用いて
音声帯域幅を拡張する装置であるため、音声符号化器３
での符号化方法に従った復号化を行う。
【００７１】音声符号器３での符号化方法がＶＳＥＬＰ
（Vector Sum Excited Linear Prediction：ベクトル和
励起線形予測）符号化方式によるものであるとすれば、
この音声帯域幅拡張装置の前段の音声復号化器８での復
号化方法もＶＳＥＬＰによる。
（Vector Sum Excited Linear Prediction：ベクトル和
励起線形予測）符号化方式によるものであるとすれば、
この音声帯域幅拡張装置の前段の音声復号化器８での復
号化方法もＶＳＥＬＰによる。
【００７２】音声復号化器８で復号された、上記符号化
パラメータの内の第１の符号化パラメータである励振源
に関するパラメータは、図６の励振源切り換え部３６に
供給される。また、上記符号化パラメータの内の第２の
符号化パラメータである線形予測係数αはα→ｒ（線形
予測係数→自己相関）変換回路１３に供給される。ま
た、復号された信号はＶ／ＵＶ判定回路１４に供給され
る。
パラメータの内の第１の符号化パラメータである励振源
に関するパラメータは、図６の励振源切り換え部３６に
供給される。また、上記符号化パラメータの内の第２の
符号化パラメータである線形予測係数αはα→ｒ（線形
予測係数→自己相関）変換回路１３に供給される。ま
た、復号された信号はＶ／ＵＶ判定回路１４に供給され
る。
【００７３】上記図２に示したＰＳＩ−ＣＥＬＰを用い
た音声帯域幅拡張装置と異なるのは、励振源切り換え回
路３６をゼロ詰め部１２の前段に設けている点である。
た音声帯域幅拡張装置と異なるのは、励振源切り換え回
路３６をゼロ詰め部１２の前段に設けている点である。
【００７４】ＰＳＩ−ＣＥＬＰは、コーデック自体、特
にＶを聴感上滑らかに聞こえるような処理を行っている
が、ＶＳＥＬＰにはこれがなく、このために帯域幅拡張
したときに若干雑音が混入したように聞こえる。そこ
で、広帯域励振源を作成する際に、励振源切り換え回路
３６により図７のような処理を施す。ここでの処理は、
ステップＳ８７〜ステップＳ８９を上記図３に示した処
理と異ならせるだけである。
にＶを聴感上滑らかに聞こえるような処理を行っている
が、ＶＳＥＬＰにはこれがなく、このために帯域幅拡張
したときに若干雑音が混入したように聞こえる。そこ
で、広帯域励振源を作成する際に、励振源切り換え回路
３６により図７のような処理を施す。ここでの処理は、
ステップＳ８７〜ステップＳ８９を上記図３に示した処
理と異ならせるだけである。
【００７５】ＶＳＥＬＰの励振源は、コーデックに利用
されるパラメータβ(長期予測係数), bL[i](長期フィル
タ状態),γ(利得), c1[i](励起コードベクタ)により、
β * bL[i] + γ * c1[i]として作成されるが、このう
ち前者がピッチ成分、後者がノイズ成分を表すので、こ
れをβ * bL[i]とγ * c1[i]に分け、ステップＳ８７
で、一定の時間範囲において、前者のエネルギーが大き
い場合にはピッチが強い有声音と考えられるため、ステ
ップＳ８８でＹＥＳに進み、励振源をパルス列とし、ピ
ッチ成分のない部分ではＮＯに進み０に抑圧した。ま
た、ステップＳ８７でエネルギーが大きくない場合には
従来どおりとし、こうして作成された狭帯域励振源にス
テップＳ８９でゼロ詰め部１２によりPSI-CELP同様０を
詰めアップサンプルすることにより広帯域励振源とし
た。これにより、ＶＳＥＬＰにおける有声音の聴感上の
品質が向上した。
されるパラメータβ(長期予測係数), bL[i](長期フィル
タ状態),γ(利得), c1[i](励起コードベクタ)により、
β * bL[i] + γ * c1[i]として作成されるが、このう
ち前者がピッチ成分、後者がノイズ成分を表すので、こ
れをβ * bL[i]とγ * c1[i]に分け、ステップＳ８７
で、一定の時間範囲において、前者のエネルギーが大き
い場合にはピッチが強い有声音と考えられるため、ステ
ップＳ８８でＹＥＳに進み、励振源をパルス列とし、ピ
ッチ成分のない部分ではＮＯに進み０に抑圧した。ま
た、ステップＳ８７でエネルギーが大きくない場合には
従来どおりとし、こうして作成された狭帯域励振源にス
テップＳ８９でゼロ詰め部１２によりPSI-CELP同様０を
詰めアップサンプルすることにより広帯域励振源とし
た。これにより、ＶＳＥＬＰにおける有声音の聴感上の
品質が向上した。
【００７６】この処理をソフトウェア的に書くと以下の
（５）式のようになる。
（５）式のようになる。
【００７７】
【数５】
【００７８】そして、ステップＳ９２でアップサンプル
回路２５により上記オリジナル音声ＳＮＤNをアップサ
ンプルしたものと、ステップＳ１３で加算器３１により
加算する。このとき、ステップＳ９４で高域側に対し、
約６ＫＨｚ以上の成分を若干抑圧する高域抑圧フィルタ
２７によりフィルタリングを施すことで、聴きやすい音
にしている。このフィルタ係数は上述したように選択可
能としている。
回路２５により上記オリジナル音声ＳＮＤNをアップサ
ンプルしたものと、ステップＳ１３で加算器３１により
加算する。このとき、ステップＳ９４で高域側に対し、
約６ＫＨｚ以上の成分を若干抑圧する高域抑圧フィルタ
２７によりフィルタリングを施すことで、聴きやすい音
にしている。このフィルタ係数は上述したように選択可
能としている。
【００７９】さらに、ステップＳ９５では、乗算器２９
を用いてユーザの好みに応じて高域側ゲインを調整可能
としている。
を用いてユーザの好みに応じて高域側ゲインを調整可能
としている。
【００８０】なお、本発明は低域から高域を予測するも
のだけに限定するものではない。広帯域スペクトルを予
測する手段においては信号を音声に限るものではない。
のだけに限定するものではない。広帯域スペクトルを予
測する手段においては信号を音声に限るものではない。
【００８１】また、パッケージメディアに蓄積された信
号を再生装置で再生するときに帯域幅を拡張するときに
も適用できる。
号を再生装置で再生するときに帯域幅を拡張するときに
も適用できる。
【００８２】
【発明の効果】本発明によれば、高域成分の周波数特
性、例えばゲイン、周波数帯域を可変とすることで、ユ
ーザの好みに合う広帯域音声を提供することができる。
性、例えばゲイン、周波数帯域を可変とすることで、ユ
ーザの好みに合う広帯域音声を提供することができる。
【図１】本発明の実施の形態となる音声帯域幅拡張装置
が適用されるディジタル携帯電話装置のブロック図であ
る。
が適用されるディジタル携帯電話装置のブロック図であ
る。
【図２】上記音声帯域幅拡張装置の第１の具体例のブロ
ック図である。
ック図である。
【図３】上記音声帯域幅拡張装置の第１の具体例の動作
を説明するためのフローチャートである。
を説明するためのフローチャートである。
【図４】上記音声帯域幅拡張装置の第１の具体例で用い
られるコードブックに使われるトレーニングデータ生成
処理を説明するためのフローチャートである。
られるコードブックに使われるトレーニングデータ生成
処理を説明するためのフローチャートである。
【図５】上記コードブックの生成を説明するためのフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図６】上記音声帯域幅拡張装置の第２の具体例のブロ
ック図である。
ック図である。
【図７】上記音声帯域幅拡張装置の第２の具体例の動作
を説明するためのフローチャートである。
を説明するためのフローチャートである。
８ 音声復号化器、９ 音声帯域幅拡張装置、１２ ゼ
ロ詰め部、１３ 線形予測係数→自己相関（α→ｒ）変
換回路、１４ 有声音Ｖ／無声音ＵＶ判定回路、１５
広帯域有声音用コードブック、１６ 広帯域無声音用コ
ードブック、１７ 部分抽出回路、１８ 部分抽出回
路、１９ 狭帯域有声音用量子化器、２０狭帯域無声音
用量子化器、２１ 広帯域有声音用逆量子化器、２２
広帯域無声音用逆量子化器、２３ 自己相関→線形予測
係数（ｒ→α）変換回路、２４ＬＰＣ合成回路、２５
バンドストップフィルタ（ＢＳＦ）、２６ 周波数特性
調整部、２７ 高域抑圧フィルタ、２８ フィルタ係数
メモリ、２９ 乗算器、３０ ゲイン設定値メモリ
ロ詰め部、１３ 線形予測係数→自己相関（α→ｒ）変
換回路、１４ 有声音Ｖ／無声音ＵＶ判定回路、１５
広帯域有声音用コードブック、１６ 広帯域無声音用コ
ードブック、１７ 部分抽出回路、１８ 部分抽出回
路、１９ 狭帯域有声音用量子化器、２０狭帯域無声音
用量子化器、２１ 広帯域有声音用逆量子化器、２２
広帯域無声音用逆量子化器、２３ 自己相関→線形予測
係数（ｒ→α）変換回路、２４ＬＰＣ合成回路、２５
バンドストップフィルタ（ＢＳＦ）、２６ 周波数特性
調整部、２７ 高域抑圧フィルタ、２８ フィルタ係数
メモリ、２９ 乗算器、３０ ゲイン設定値メモリ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5D045 BA01 CA01 CA04 CB01 5J064 AA00 BB12 BC02 BC06 BC07 BC08 BC12 BC18 BD02 5K041 AA00 BB02 BB08 CC01 DD02 EE12 EE22 EE31 FF31 FF32 HH12 HH22 JJ14 5K066 AA02 BB01 CC02 DD14 DD22 DD32 EE45 JJ03 JJ15
Claims (13)
- 【請求項１】 狭帯域信号もしくはこれを合成すること
が可能なパラメータから、帯域外成分を推測し、上記狭
帯域信号に加算して帯域幅を拡張する帯域幅拡張方法に
おいて、 上記帯域外成分の周波数特性を、予め与えられた変更可
能なパラメータ値によって調整してから上記狭帯域信号
に加算することを特徴とする帯域幅拡張方法。 - 【請求項２】 上記周波数特性の調整として上記帯域外
成分のゲインを調整することを特徴とする請求項１記載
の帯域幅拡張方法。 - 【請求項３】 上記周波数特性の調整として上記帯域外
成分の周波数帯域を調整することを特徴とする請求項１
記載の帯域幅拡張方法。 - 【請求項４】 狭帯域信号もしくはこれを合成すること
が可能なパラメータから、帯域外成分を推測し、上記狭
帯域信号に加算して帯域幅を拡張する帯域幅拡張方法に
おいて、 上記狭帯域信号に加算された後の上記帯域外成分の周波
数特性を、予め与えられた変更可能なパラメータ値によ
って調整することを特徴とする帯域幅拡張方法。 - 【請求項５】 上記周波数特性の調整として上記帯域外
成分の周波数帯域を調整することを特徴とする請求項４
記載の帯域幅拡張方法。 - 【請求項６】 狭帯域信号もしくはこれを合成すること
が可能なパラメータから、帯域外成分を推測し、上記狭
帯域信号に加算して帯域幅を拡張する帯域幅拡張装置に
おいて、 上記帯域外成分の周波数特性を、予め与えられた変更可
能なパラメータ値によって調整する周波数特性調整手段
と、 上記周波数特性調整手段で周波数特性が調整された帯域
外成分を上記狭帯域信号に加算する加算手段とを備える
ことを特徴とする帯域幅拡張装置。 - 【請求項７】 上記周波数特性調整手段は、上記帯域外
成分のゲインを調整することを特徴とする請求項６記載
の帯域幅拡張装置。 - 【請求項８】 上記周波数特性調整手段は、予め与えら
れた変更可能なゲインン設定値を上記帯域外成分に乗算
することを特徴とする請求項７記載の帯域幅拡張装置。 - 【請求項９】 上記周波数特性調整手段は、上記帯域外
成分の周波数帯域を調整することを特徴とする請求項６
記載の帯域幅拡張装置。 - 【請求項１０】 上記周波数特性調整手段は、予め与え
られら変更可能なフィルタ係数に基づいて上記帯域外成
分の周波数帯域を調整することを特徴とする請求項９記
載の帯域幅拡張装置。 - 【請求項１１】 狭帯域信号もしくはこれを合成するこ
とが可能なパラメータから、帯域外成分を推測し、上記
狭帯域信号に加算して帯域幅を拡張する帯域幅拡張装置
において、 上記帯域外成分を上記狭帯域信号に加算する加算手段
と、 上記加算手段の加算出力の内の、上記帯域外成分の周波
数特性を予め与えられた変更可能なパラメータ値によっ
て調整する周波数特性調整手段とを備えることを特徴と
する帯域幅拡張装置。 - 【請求項１２】 上記周波数特性調整手段は、上記加算
手段の加算出力の内の、上記帯域外成分の周波数帯域を
調整することを特徴とする請求項１１記載の帯域幅拡張
装置。 - 【請求項１３】 上記周波数特性調整手段は、上記加算
手段の加算出力の内の、上記帯域外成分の周波数帯域
を、予め与えられた変更可能なフィルタ係数に基づいて
調整することを特徴とする請求項１２記載の帯域幅拡張
装置。
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|---|---|---|---|
| JP30430298A JP4099879B2 (ja) | 1998-10-26 | 1998-10-26 | 帯域幅拡張方法及び装置 |
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|---|---|---|---|
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- 1998-10-26 JP JP30430298A patent/JP4099879B2/ja not_active Expired - Fee Related
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