JP2000172300A - 狭帯域信号に基づいて広帯域信号を発生する方法、かかる方法を実現する装置、及びかかる装置を含む電話方式機器 - Google Patents
狭帯域信号に基づいて広帯域信号を発生する方法、かかる方法を実現する装置、及びかかる装置を含む電話方式機器Info
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- G10L—SPEECH ANALYSIS OR SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
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- G10L21/02—Speech enhancement, e.g. noise reduction or echo cancellation
- G10L21/038—Speech enhancement, e.g. noise reduction or echo cancellation using band spreading techniques
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
- H04J13/00—Code division multiplex systems
- H04J13/10—Code generation
Abstract
(57)【要約】
【課題】 予測符号化及びＬＰＣ合成回路の使用を必要
とせずに、所与の周波数帯域で高調波信号を扱うオーデ
ィオ機器の音響品質を改善する方法を提供することを目
的とする。 【解決手段】 方法は、スペクトル成分を最初の周波数
帯域に含まれるデータに基づいて発生されるスペクトル
成分に加算することによって高調波信号のスペクトル帯
域を広げることを含む。このために、初期の高調波信号
は、基本又は１次高調波周波数といった欠除した周波数
を復元するために、それ自体の関数によって乗算され
る。
とせずに、所与の周波数帯域で高調波信号を扱うオーデ
ィオ機器の音響品質を改善する方法を提供することを目
的とする。 【解決手段】 方法は、スペクトル成分を最初の周波数
帯域に含まれるデータに基づいて発生されるスペクトル
成分に加算することによって高調波信号のスペクトル帯
域を広げることを含む。このために、初期の高調波信号
は、基本又は１次高調波周波数といった欠除した周波数
を復元するために、それ自体の関数によって乗算され
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、狭帯域信号に含ま
れるデータに基づいて拡張された帯域幅を有する中間信
号を発生するために入力上に狭帯域信号を受信するスペ
クトル拡張部と、拡張された帯域幅を有する上記中間信
号をフィルタリングし、そこから入力信号の狭帯域の中
に含まれないスペクトル部分を抽出するためのフィルタ
リング部と、上記フィルタリング部の出力信号を上記狭
帯域入力信号に加算し、出力上に広帯域信号を発生する
ための加算器とを含む、狭帯域高調波入力信号に基づい
て広帯域信号を発生するための装置に関する。
れるデータに基づいて拡張された帯域幅を有する中間信
号を発生するために入力上に狭帯域信号を受信するスペ
クトル拡張部と、拡張された帯域幅を有する上記中間信
号をフィルタリングし、そこから入力信号の狭帯域の中
に含まれないスペクトル部分を抽出するためのフィルタ
リング部と、上記フィルタリング部の出力信号を上記狭
帯域入力信号に加算し、出力上に広帯域信号を発生する
ための加算器とを含む、狭帯域高調波入力信号に基づい
て広帯域信号を発生するための装置に関する。
【０００２】本発明はまた、スピーカ／イアホンの出力
上へ電話帯域の外側に配置される周波数を含む広帯域音
声信号を送出するよう入力上に狭帯域高調波信号を受信
する電話受信器に関する。本発明は更に、狭帯域高調波
を受信する受信段階と、受信された狭帯域信号に含まれ
るスペクトルデータに基づいて拡張された帯域幅を有す
る中間信号を発生するスペクトル拡張段階と、中間信号
をフィルタリングし、そこから狭帯域の中に含まれない
スペクトル部分を抽出するためのフィルタリング段階
と、受信された狭帯域信号に先行してフィルタリング段
階の終端において獲得された信号を加算し、出力上に広
帯域信号を発生するための加算段階と含む、狭帯域高調
波信号に基づいて広帯域信号を発生する方法に関する。
上へ電話帯域の外側に配置される周波数を含む広帯域音
声信号を送出するよう入力上に狭帯域高調波信号を受信
する電話受信器に関する。本発明は更に、狭帯域高調波
を受信する受信段階と、受信された狭帯域信号に含まれ
るスペクトルデータに基づいて拡張された帯域幅を有す
る中間信号を発生するスペクトル拡張段階と、中間信号
をフィルタリングし、そこから狭帯域の中に含まれない
スペクトル部分を抽出するためのフィルタリング段階
と、受信された狭帯域信号に先行してフィルタリング段
階の終端において獲得された信号を加算し、出力上に広
帯域信号を発生するための加算段階と含む、狭帯域高調
波信号に基づいて広帯域信号を発生する方法に関する。
【０００３】本発明は、特にオーディオ機器及びディジ
タル電話機において高調波信号のスペクトル帯域を広げ
るための、従ってユーザの音響的な快適さを改善するた
めの多くの適用を有する。
タル電話機において高調波信号のスペクトル帯域を広げ
るための、従ってユーザの音響的な快適さを改善するた
めの多くの適用を有する。
【０００４】
【従来の技術】欧州特許出願第ＥＰ７３２６８７Ａ２号
は、音声信号に適用されることが意図される冒頭の段落
に定義される種類の装置を記載する。これは、狭帯域信
号のＬＰＣ分析を行ない、そこからＬＰＣ特性を抽出す
る線形予測符号化器ＬＰＣと、狭帯域信号から抽出され
たＬＰＣ特性に基づいてディジタル広帯域音声信号を合
成するＬＰＣシンセサイザとを含むスペクトル拡張手段
を含む。
は、音声信号に適用されることが意図される冒頭の段落
に定義される種類の装置を記載する。これは、狭帯域信
号のＬＰＣ分析を行ない、そこからＬＰＣ特性を抽出す
る線形予測符号化器ＬＰＣと、狭帯域信号から抽出され
たＬＰＣ特性に基づいてディジタル広帯域音声信号を合
成するＬＰＣシンセサイザとを含むスペクトル拡張手段
を含む。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】引用された特許出願
は、音声信号に対してのみ適用され、例えば、費用のか
かる予測符号化及びＬＰＣ合成回路の使用といった欠点
を与え、これはかなりの計算努力を必要とし、複雑な音
声符号化／復号化装置を意味する。更に、上述において
引用された方法は、ディジタルデータフレーム中で伝送
されたデータメッセージを処理するため遅延を導入す
る。
は、音声信号に対してのみ適用され、例えば、費用のか
かる予測符号化及びＬＰＣ合成回路の使用といった欠点
を与え、これはかなりの計算努力を必要とし、複雑な音
声符号化／復号化装置を意味する。更に、上述において
引用された方法は、ディジタルデータフレーム中で伝送
されたデータメッセージを処理するため遅延を導入す
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、受信端におい
て信号のスペクトル帯域幅を拡張するために、狭帯域、
即ち低い及び／又は高い周波数に関して制限される周波
数帯域内で受信される任意の高調波信号に対して適用さ
れうるため、既知の方法よりも実施が簡単で、引用され
た欠点を与えない方法を提供することを目的とする。
て信号のスペクトル帯域幅を拡張するために、狭帯域、
即ち低い及び／又は高い周波数に関して制限される周波
数帯域内で受信される任意の高調波信号に対して適用さ
れうるため、既知の方法よりも実施が簡単で、引用され
た欠点を与えない方法を提供することを目的とする。
【０００７】このために、本発明は、上記スペクトル拡
張部は上記狭帯域入力信号をそれ自体の関数によって乗
算するための信号処理要素を含むことを特徴とする冒頭
の段落において定義されるような装置を提供する。本発
明の望ましい実施例によれば、ｓ（ｔ）は上記中間信号
を示し、ｅ（ｔ）は狭帯域入力信号であり、少なくとも
２つの高調波を含み、ｆ（ｔ）は入力信号ｅ（ｔ）の符
号及び／又は振幅に依存する関数であり、記号＊は乗算
を表わすとすると、上記中間信号ｓ（ｔ）は、以下の
式、 ｓ（ｔ）＝ｅ（ｔ）＊ｆ（ｔ） によって定義される積計算によって得られる。
張部は上記狭帯域入力信号をそれ自体の関数によって乗
算するための信号処理要素を含むことを特徴とする冒頭
の段落において定義されるような装置を提供する。本発
明の望ましい実施例によれば、ｓ（ｔ）は上記中間信号
を示し、ｅ（ｔ）は狭帯域入力信号であり、少なくとも
２つの高調波を含み、ｆ（ｔ）は入力信号ｅ（ｔ）の符
号及び／又は振幅に依存する関数であり、記号＊は乗算
を表わすとすると、上記中間信号ｓ（ｔ）は、以下の
式、 ｓ（ｔ）＝ｅ（ｔ）＊ｆ（ｔ） によって定義される積計算によって得られる。
【０００８】また、上記スペクトル拡張段階は上記狭帯
域入力信号をそれ自体の関数によって乗算するための信
号を処理する段階を含むことを特徴とする。冒頭の段落
に記載される種類の方法が提供される。
域入力信号をそれ自体の関数によって乗算するための信
号を処理する段階を含むことを特徴とする。冒頭の段落
に記載される種類の方法が提供される。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の上述及び他の面は、以下
説明される実施例を参照することにより非制限的な例と
して明らかとなろう。図１に示される装置は、特にＤＥ
ＣＴ（Digital Enhanced Cordless Telecommunication
s）方式又はＧＳＭ（Global System for Mobile commun
ications ）方式のディジタル電話受信器の中で使用さ
れることが意図されるが、高調波信号、例えば音声信号
又は音楽信号を、オーディオ品質を高めるためにスペク
トルを広げるために、伝送することが可能な任意のオー
ディオ装置に対して適用されうる。これは特に、オーデ
ィオ装置の出力上に供給される信号の主観的な品質を、
その通過帯域に含まれない「欠除した」スペクトル成分
を戻すことによって改善することに関する。特に、これ
らの成分は、ディジタル化又はフィルタリングによって
符号化／復号化操作中に元の信号の中で抑制されている
ことがあり、これらの操作は、元の信号のスペクトル帯
域よりも狭い所与の通過帯域を有する伝送路によって信
号を伝送することが意図されている。しかし装置は、こ
れらの成分を含まない元の信号に基づいて人工的なスペ
クトル成分を形成するためにも使用されうる。
説明される実施例を参照することにより非制限的な例と
して明らかとなろう。図１に示される装置は、特にＤＥ
ＣＴ（Digital Enhanced Cordless Telecommunication
s）方式又はＧＳＭ（Global System for Mobile commun
ications ）方式のディジタル電話受信器の中で使用さ
れることが意図されるが、高調波信号、例えば音声信号
又は音楽信号を、オーディオ品質を高めるためにスペク
トルを広げるために、伝送することが可能な任意のオー
ディオ装置に対して適用されうる。これは特に、オーデ
ィオ装置の出力上に供給される信号の主観的な品質を、
その通過帯域に含まれない「欠除した」スペクトル成分
を戻すことによって改善することに関する。特に、これ
らの成分は、ディジタル化又はフィルタリングによって
符号化／復号化操作中に元の信号の中で抑制されている
ことがあり、これらの操作は、元の信号のスペクトル帯
域よりも狭い所与の通過帯域を有する伝送路によって信
号を伝送することが意図されている。しかし装置は、こ
れらの成分を含まない元の信号に基づいて人工的なスペ
クトル成分を形成するためにも使用されうる。
【００１０】例として図１に示される望ましい実施例に
よれば、装置は入力上に、例えば、３００Ｈｚ乃至３４
００Ｈｚの電話帯域又は狭帯域に位置するスペクトルを
有する高調波信号ｅ（ｔ）を受信する。装置は、ディジ
タル／アナログ変換器Ｄ／Ａを通じて、出力、例えばス
ピーカ／イアホンＨＰ上へ、５０Ｈｚ乃至３４００Ｈｚ
の帯域にあるスペクトルを有するディジタル信号Ｌ
（ｔ）を送出する。入力信号ｅ（ｔ）は例えば、電話帯
域［３００Ｈｚ，３４００Ｈｚ］で伝送された元の高調
波信号、特に音声信号のディジタルフィルタリング及び
／又は符号化の後に獲得されるディジタル電話信号であ
る。これは、元の音声信号の２つの連続する高調波に対
応する周波数ω0 及びω1 を中心とする少なくとも２つ
の連続する高調波を有する。
よれば、装置は入力上に、例えば、３００Ｈｚ乃至３４
００Ｈｚの電話帯域又は狭帯域に位置するスペクトルを
有する高調波信号ｅ（ｔ）を受信する。装置は、ディジ
タル／アナログ変換器Ｄ／Ａを通じて、出力、例えばス
ピーカ／イアホンＨＰ上へ、５０Ｈｚ乃至３４００Ｈｚ
の帯域にあるスペクトルを有するディジタル信号Ｌ
（ｔ）を送出する。入力信号ｅ（ｔ）は例えば、電話帯
域［３００Ｈｚ，３４００Ｈｚ］で伝送された元の高調
波信号、特に音声信号のディジタルフィルタリング及び
／又は符号化の後に獲得されるディジタル電話信号であ
る。これは、元の音声信号の２つの連続する高調波に対
応する周波数ω0 及びω1 を中心とする少なくとも２つ
の連続する高調波を有する。
【００１１】装置は、電話帯域に含まれないスペクトル
成分を含む中間信号ｓ（ｔ）を発生するため入力信号ｅ
（ｔ）を受信するスペクトル拡張部ＮＬＰと、中間信号
ｓ（ｔ）をフィルタリングし、そこから入力信号ｅ
（ｔ）の電話帯域に含まれないスペクトル成分を抽出す
るフィルタＢＰＦと、フィルタＢＰＦの出力信号を入力
信号ｅ（ｔ）へ加算し、出力上にフィルタＢＰＦの出力
信号の帯域幅と電話帯域との和であるスペクトル幅を有
する信号Ｌ（ｔ）を発生するための加算器と、重なりを
回避するため、３００Ｈｚ乃至３４００Ｈｚの電話信号
ｅ（ｔ）をフィルタＢＰＦの出力信号へ加算する前にフ
ィルタリングするためのフィルタＢＰＦ１とを含む。こ
のフィルタリングは任意であるため、図中は括弧内に示
す。
成分を含む中間信号ｓ（ｔ）を発生するため入力信号ｅ
（ｔ）を受信するスペクトル拡張部ＮＬＰと、中間信号
ｓ（ｔ）をフィルタリングし、そこから入力信号ｅ
（ｔ）の電話帯域に含まれないスペクトル成分を抽出す
るフィルタＢＰＦと、フィルタＢＰＦの出力信号を入力
信号ｅ（ｔ）へ加算し、出力上にフィルタＢＰＦの出力
信号の帯域幅と電話帯域との和であるスペクトル幅を有
する信号Ｌ（ｔ）を発生するための加算器と、重なりを
回避するため、３００Ｈｚ乃至３４００Ｈｚの電話信号
ｅ（ｔ）をフィルタＢＰＦの出力信号へ加算する前にフ
ィルタリングするためのフィルタＢＰＦ１とを含む。こ
のフィルタリングは任意であるため、図中は括弧内に示
す。
【００１２】スペクトル拡張部ＮＬＰ及びフィルタＢＰ
Ｆは、例えばディジタル信号プロセッサＤＳＰといった
ディジタル信号処理要素によって実現されうる。従来の
方法で、電話入力信号ｅ（ｔ）は８ｋＨｚの周波数でサ
ンプリングされ、その振幅は−１乃至＋１である。より
大きい帯域幅を有する中間信号ｓ（ｔ）は、ｅ（ｔ）を
少なくとも２つの高調波を有する狭帯域入力信号とし、
記号＊は乗算を表わすものとし、ｆ（ｔ）は乗算中に入
力信号ｅ（ｔ）の振幅を考慮に入れることを意図するた
めの入力信号ｅ（ｔ）の関数とすると、以下の式、 ｓ（ｔ）＝ｅ（ｔ）＊ｆ（ｔ） によって定義される積計算によって得られる。
Ｆは、例えばディジタル信号プロセッサＤＳＰといった
ディジタル信号処理要素によって実現されうる。従来の
方法で、電話入力信号ｅ（ｔ）は８ｋＨｚの周波数でサ
ンプリングされ、その振幅は−１乃至＋１である。より
大きい帯域幅を有する中間信号ｓ（ｔ）は、ｅ（ｔ）を
少なくとも２つの高調波を有する狭帯域入力信号とし、
記号＊は乗算を表わすものとし、ｆ（ｔ）は乗算中に入
力信号ｅ（ｔ）の振幅を考慮に入れることを意図するた
めの入力信号ｅ（ｔ）の関数とすると、以下の式、 ｓ（ｔ）＝ｅ（ｔ）＊ｆ（ｔ） によって定義される積計算によって得られる。
【００１３】本発明の望ましい実施例によれば、関数ｆ
（ｔ）は、ｅ（ｔ）＞０であれば、正の定数Ａに等し
く、そうでなければ、ｅ（ｔ）の逆に等しい。定数Ａ
は、スピーカＨＰの出力上の信号に対して要求されるオ
ーディオ品質に依存して外部のユーザによって調整され
うる。実際は、値Ａが高いほど、ユーザは最初の「狭」
帯域信号上の合成され並置された周波数の影響を更に知
覚するようになる。値Ａを固定するための規準は、一方
では各ユーザによって知覚される主観的な音響的な快適
さに依存し、他方では装置が設置されている受信器の音
響的な特徴の特性に、更に特定的にはスピーカＨＰに依
存する。ＤＥＣＴ方式のディジタル電話機を用いて行わ
れた主観的な試験は、Ａの値はユーザに依存して２乃至
６の間で変動であることを示した。
（ｔ）は、ｅ（ｔ）＞０であれば、正の定数Ａに等し
く、そうでなければ、ｅ（ｔ）の逆に等しい。定数Ａ
は、スピーカＨＰの出力上の信号に対して要求されるオ
ーディオ品質に依存して外部のユーザによって調整され
うる。実際は、値Ａが高いほど、ユーザは最初の「狭」
帯域信号上の合成され並置された周波数の影響を更に知
覚するようになる。値Ａを固定するための規準は、一方
では各ユーザによって知覚される主観的な音響的な快適
さに依存し、他方では装置が設置されている受信器の音
響的な特徴の特性に、更に特定的にはスピーカＨＰに依
存する。ＤＥＣＴ方式のディジタル電話機を用いて行わ
れた主観的な試験は、Ａの値はユーザに依存して２乃至
６の間で変動であることを示した。
【００１４】実施例の変形例によれば、関数ｆ（ｔ）
は、ｅ（ｔ）の符号関数、ｅ（ｔ）の絶対値関数、又は
ｅ（ｔ）に依存する任意の他の非線形関数によって置換
されうる。入力信号ｅ（ｔ）をそれ自体の像で乗算する
ことによって得られる積ｓ（ｔ）は、狭帯域の中で生じ
ない元の音声信号の高調波、例えば基本及び／又は一次
高調波に対応する周波数成分を含む。男性の声に対応す
る音声信号では、例えば電話帯域内の入力信号ｅ（ｔ）
は概して元の音声信号の２次及び３次高調波を含む。基
本及び一次高調波は［３００Ｈｚ，３４００Ｈｚ］帯域
の外側に配置されるため、これらは電話伝送路上の伝送
中は抑制されている。元の音声信号の２次及び３次高調
波を含む入力信号から得られる積ｓ（ｔ）は、基本周波
数を復元することを可能とする。
は、ｅ（ｔ）の符号関数、ｅ（ｔ）の絶対値関数、又は
ｅ（ｔ）に依存する任意の他の非線形関数によって置換
されうる。入力信号ｅ（ｔ）をそれ自体の像で乗算する
ことによって得られる積ｓ（ｔ）は、狭帯域の中で生じ
ない元の音声信号の高調波、例えば基本及び／又は一次
高調波に対応する周波数成分を含む。男性の声に対応す
る音声信号では、例えば電話帯域内の入力信号ｅ（ｔ）
は概して元の音声信号の２次及び３次高調波を含む。基
本及び一次高調波は［３００Ｈｚ，３４００Ｈｚ］帯域
の外側に配置されるため、これらは電話伝送路上の伝送
中は抑制されている。元の音声信号の２次及び３次高調
波を含む入力信号から得られる積ｓ（ｔ）は、基本周波
数を復元することを可能とする。
【００１５】実際、例えば時間領域でｃｏｓ（ωot）及
びｃｏｓ（ω1 ｔ）と示される２次及び３次高調波の積
は、それらの差を基本周波数ｃｏｓ（（ω1 −ω0 ）
ｔ）に対応する周波数領域に現れるようにする。入力信
号が少なくとも２次及び４次高調波を含む場合、積ｓ
（ｔ）は元の音声信号の１次高調波を含み、その他も同
様である。このようにして、基本周波数及び／又は欠除
する１次高調波を復元することによって電話伝送路によ
って受信された信号の帯域を広げることが可能とされて
いる。
びｃｏｓ（ω1 ｔ）と示される２次及び３次高調波の積
は、それらの差を基本周波数ｃｏｓ（（ω1 −ω0 ）
ｔ）に対応する周波数領域に現れるようにする。入力信
号が少なくとも２次及び４次高調波を含む場合、積ｓ
（ｔ）は元の音声信号の１次高調波を含み、その他も同
様である。このようにして、基本周波数及び／又は欠除
する１次高調波を復元することによって電話伝送路によ
って受信された信号の帯域を広げることが可能とされて
いる。
【００１６】図２の（Ａ）は、例として本発明によるフ
ィルタＢＰＦの特徴曲線を示す図である。これは、３０
０Ｈｚの周りの電話帯域との重なりを回避するため５０
Ｈｚ乃至２５０Ｈｚでカットオフする単一利得を有する
８次帯域通過フィルタによって実現される。フィルタＢ
ＰＦ１に適した特徴曲線の例は、図２の（Ｂ）に図示さ
れる。曲線は３００Ｈｚ乃至３４００Ｈｚでカットオフ
する単一利得を有する１２次帯域通過フィルタに対応す
る。
ィルタＢＰＦの特徴曲線を示す図である。これは、３０
０Ｈｚの周りの電話帯域との重なりを回避するため５０
Ｈｚ乃至２５０Ｈｚでカットオフする単一利得を有する
８次帯域通過フィルタによって実現される。フィルタＢ
ＰＦ１に適した特徴曲線の例は、図２の（Ｂ）に図示さ
れる。曲線は３００Ｈｚ乃至３４００Ｈｚでカットオフ
する単一利得を有する１２次帯域通過フィルタに対応す
る。
【００１７】図３の（Ａ）は、例えば３００Ｈｚ乃至３
４００Ｈｚの電話帯域で伝送される音楽又は音声といっ
た元の高調波信号に対応する入力信号ｅ（ｔ）のスペク
トルを表わす図である。これは元の信号の１次、２次、
及び３次高調波に対応する２６０Ｈｚ、４００Ｈｚ、及
び５２０Ｈｚの周波数の回りの３つの振幅ピークを有す
る。図３の（Ｂ）は出力信号Ｌ（ｔ）のスペクトルを示
す図である。これは、入力信号ｅ（ｔ）のスペクトルの
中で観察されたピークに加え、元の信号の基本周波数に
対応する１４０Ｈｚの周波数の回りの第４のピークを含
む。
４００Ｈｚの電話帯域で伝送される音楽又は音声といっ
た元の高調波信号に対応する入力信号ｅ（ｔ）のスペク
トルを表わす図である。これは元の信号の１次、２次、
及び３次高調波に対応する２６０Ｈｚ、４００Ｈｚ、及
び５２０Ｈｚの周波数の回りの３つの振幅ピークを有す
る。図３の（Ｂ）は出力信号Ｌ（ｔ）のスペクトルを示
す図である。これは、入力信号ｅ（ｔ）のスペクトルの
中で観察されたピークに加え、元の信号の基本周波数に
対応する１４０Ｈｚの周波数の回りの第４のピークを含
む。
【００１８】図４は、より狭帯域の中で受信された高調
波信号に基づいて高められた帯域幅を有する信号を発生
する方法を示す図である。これは、ボックスＫ０乃至Ｋ
３で示される以下の段階、即ち、例えば電話帯域［３０
０Ｈｚ，３４００Ｈｚ］といった狭帯域と称される或る
帯域中の少なくとも２つの高調波を含む信号ｅ（ｔ）を
受信する最初の段階Ｋ０と、入力信号の狭帯域の外側に
配置されるスペクトル成分を含む中間信号ｓ（ｔ）を獲
得するよう、入力信号とそれ自体の関数との間の積ｅ
（ｔ）＊ｆ（ｔ）を計算するためにスペクトルを拡張す
る段階Ｋ１と、中間信号ｓ（ｔ）をフィルタリングし、
そこから入力信号の狭帯域の中に含まれないスペクトル
の部分を抽出するフィルタリング段階Ｋ２と、入力信号
の帯域よりも幅の広い広帯域と称される帯域に亘って延
びるスペクトルを有する信号を出力上に獲得するため
に、先行する段階の終端において得られた信号を狭帯域
入力信号ｅ（ｔ）に加算するための加算段階Ｋ３とを含
む。
波信号に基づいて高められた帯域幅を有する信号を発生
する方法を示す図である。これは、ボックスＫ０乃至Ｋ
３で示される以下の段階、即ち、例えば電話帯域［３０
０Ｈｚ，３４００Ｈｚ］といった狭帯域と称される或る
帯域中の少なくとも２つの高調波を含む信号ｅ（ｔ）を
受信する最初の段階Ｋ０と、入力信号の狭帯域の外側に
配置されるスペクトル成分を含む中間信号ｓ（ｔ）を獲
得するよう、入力信号とそれ自体の関数との間の積ｅ
（ｔ）＊ｆ（ｔ）を計算するためにスペクトルを拡張す
る段階Ｋ１と、中間信号ｓ（ｔ）をフィルタリングし、
そこから入力信号の狭帯域の中に含まれないスペクトル
の部分を抽出するフィルタリング段階Ｋ２と、入力信号
の帯域よりも幅の広い広帯域と称される帯域に亘って延
びるスペクトルを有する信号を出力上に獲得するため
に、先行する段階の終端において得られた信号を狭帯域
入力信号ｅ（ｔ）に加算するための加算段階Ｋ３とを含
む。
【００１９】従って例を用いて狭帯域信号に基づいて広
帯域信号と称される信号を発生するための方法、かかる
方法を実現するための装置、及びかかる装置を含む電話
受信器が説明され例示された。明らかに、実施例の変形
は、特に非制限的な例によって説明された周波数帯域、
関数ｆ（ｔ）の定義、及び使用されるフィルタ構造にに
関して本発明の範囲を逸脱することなく与えられうる。
帯域信号と称される信号を発生するための方法、かかる
方法を実現するための装置、及びかかる装置を含む電話
受信器が説明され例示された。明らかに、実施例の変形
は、特に非制限的な例によって説明された周波数帯域、
関数ｆ（ｔ）の定義、及び使用されるフィルタ構造にに
関して本発明の範囲を逸脱することなく与えられうる。
【図１】本発明による装置の一例を示すブロック図であ
る。
る。
【図２】（Ａ）及び（Ｂ）は夫々フィルタＢＰＦ及びＢ
ＰＦ１の２つの特徴曲線を、ｄＢで表わされる利得を周
波数の関数として示す図である。
ＰＦ１の２つの特徴曲線を、ｄＢで表わされる利得を周
波数の関数として示す図である。
【図３】（Ａ）及び（Ｂ）は夫々、図１に示される装置
の入力及び出力における狭帯域受信高調波信号のスペク
トル表現を表わす図である。
の入力及び出力における狭帯域受信高調波信号のスペク
トル表現を表わす図である。
【図４】本発明による方法の一例を示すフローチャート
である。
である。
【符号の説明】 ＮＬＰ スペクトル拡張部 ＢＰＦ 帯域通過フィルタ Ｄ／Ａ ディジタル／アナログ変換器 ＨＰ スピーカ／イアホン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 590000248 Ｇｒｏｅｎｅｗｏｕｄｓｅｗｅｇ １, 5621 ＢＡ Ｅｉｎｄｈｏｖｅｎ， Ｔｈ ｅ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ
Claims (12)
- 【請求項１】 狭帯域信号に含まれるデータに基づいて
拡張された帯域幅を有する中間信号を発生するために入
力上に狭帯域信号を受信するスペクトル拡張部と、 拡張された帯域幅を有する該中間信号をフィルタリング
し、そこから入力信号の狭帯域の中に含まれないスペク
トル部分を抽出するためのフィルタリング部と、 該フィルタリング部の出力信号を該狭帯域入力信号に加
算し、出力上に広帯域信号を発生するための加算器とを
含む、狭帯域高調波入力信号に基づいて広帯域信号を発
生するための装置であって、 該スペクトル拡張部は該狭帯域入力信号をそれ自体の関
数によって乗算するための信号処理要素を含むことを特
徴とする装置。 - 【請求項２】 ｓ（ｔ）は該中間信号を示し、 ｅ（ｔ）は狭帯域入力信号であり、少なくとも２つの高
調波を含み、 ｆ（ｔ）は入力信号ｅ（ｔ）の符号及び／又は振幅に依
存する関数であり、 記号＊は乗算を表わすとすると、該中間信号ｓ（ｔ）
は、以下の式、 ｓ（ｔ）＝ｅ（ｔ）＊ｆ（ｔ） によって定義される積計算によって得られることを特徴
とする、請求項１記載の装置。 - 【請求項３】 関数ｆ（ｔ）は、ｅ（ｔ）が正であれば
定数Ａに等しく、そうでなければｅ（ｔ）の逆に等しい
ことを特徴とする、請求項２記載の装置。 - 【請求項４】 該処理要素は、定数Ａの値を調整するた
めの手段を含むことを特徴とする、請求項３記載の装
置。 - 【請求項５】 関数ｆ（ｔ）は、ｅ（ｔ）の符号関数に
等しいことを特徴とする、請求項２記載の装置。 - 【請求項６】 関数ｆ（ｔ）は、ｅ（ｔ）の絶対値関数
に等しいことを特徴とする、請求項２記載の装置。 - 【請求項７】 狭帯域入力信号は該狭帯域の中の元の高
調波信号をフィルタリングすることによって獲得され、
入力信号の狭帯域の外側に配置される基本周波数及び／
又は１次高調波を有する元の信号の２つの高調波に対応
する周波数ω 0 及びω1 を中心とする少なくとも２つの
高調波を含むこと、及び該信号の処理要素はこれらの２
つの高調波の積を計算する手段を含むことを特徴とす
る、請求項１記載の装置。 - 【請求項８】 該入力信号は音声信号であることを特徴
とする、請求項１乃至７のうちいずれか１項記載の装
置。 - 【請求項９】 該狭帯域は約３００Ｈｚ乃至３４００Ｈ
ｚの電話帯域であり、狭帯域の中に含まれないスペクト
ルの該部分は３００Ｈｚ以下の周波数を含むことを特徴
とする、請求項１乃至８のうちいずれか１項記載の装
置。 - 【請求項１０】 該フィルタリング部は５０Ｈｚ乃至約
２５０Ｈｚでカットオフする帯域通過フィルタを含むこ
とを特徴とする、請求項１乃至９のうちいずれか１項記
載の装置。 - 【請求項１１】 スピーカ／イアホンの出力上へ電話帯
域の外側に配置される周波数を含む広帯域音声信号を送
出するよう入力上に狭帯域高調波信号を受信する電話受
信器であって、 請求項１乃至８のうちいずれか１項記載の装置を含むこ
とを特徴とする電話受信器。 - 【請求項１２】 狭帯域高調波を受信する受信段階と、 受信された狭帯域信号に含まれるスペクトルデータに基
づいて拡張された帯域幅を有する中間信号を発生するス
ペクトル拡張段階と、 中間信号をフィルタリングし、そこから狭帯域の中に含
まれないスペクトル部分を抽出するためのフィルタリン
グ段階と、 受信された狭帯域信号に先行してフィルタリング段階の
終端において獲得された信号を加算し、出力上に広帯域
信号を発生するための加算段階と含む、狭帯域高調波信
号に基づいて広帯域信号を発生する方法であって、 該スペクトル拡張段階は該狭帯域入力信号をそれ自体の
関数によって乗算するための信号を処理する段階を含む
ことを特徴とする方法。
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| FR9812821 | 1998-10-13 | ||
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