JP2007011341A - 高調波信号の周波数拡張 - Google Patents
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Abstract
【課題】帯域制限高調波信号の高調波を好適に拡張できるシステムを提供する。
【解決手段】本発明のシステムにおいて、帯域制限信号の高調波コンテンツは、周波数領域において、帯域制限信号の複素スペクトルに非線形変換を実行することによって、信号の通過帯域外の周波数に拡張される。非線形変換は、複素スペクトルのそれ自体を用いた線形たたみ込みによって、完成され得る。本システムは、時間領域信号を周波数領域に変換するための順変換モジュール(208)を有する信号プロセッサと、高調波信号の複素スペクトルに非線形変換を実行するための非線形変換モジュール(210)と、高調波信号の拡張された信号を時間領域に変換し直すための逆変換モジュール(212)とを含む。
【選択図】図13
【解決手段】本発明のシステムにおいて、帯域制限信号の高調波コンテンツは、周波数領域において、帯域制限信号の複素スペクトルに非線形変換を実行することによって、信号の通過帯域外の周波数に拡張される。非線形変換は、複素スペクトルのそれ自体を用いた線形たたみ込みによって、完成され得る。本システムは、時間領域信号を周波数領域に変換するための順変換モジュール(208)を有する信号プロセッサと、高調波信号の複素スペクトルに非線形変換を実行するための非線形変換モジュール(210)と、高調波信号の拡張された信号を時間領域に変換し直すための逆変換モジュール(212)とを含む。
【選択図】図13
Description
高調波信号の周波数帯域幅を拡張するためのシステムおよび方法が提供される。
全ての通信システム、特に無線通信システムは、帯域幅制限を受ける。そのようなシステムに送信されるスピーチ信号の質および明瞭度は、システムに利用可能な制限帯域幅に対してバランスされるべきである。無線電話ネットワークにおいて、例えば、帯域幅は、一般的に、首尾よい通信に対して必要な最小帯域幅に従って設定される。母音を理解するために重要な最も低い周波数は、およそ200Hzであり、最も高い周波数母音フォルマントは、およそ3,000Hzである。しかしながら、ほとんどの子音はブロードバンドであり、通常、およそ3,400Hz以下の周波数におけるエネルギーを有する。したがって、ほとんどの無線スピーチ通信システムは、300と3,400Hzの間をパスするように最適化される。
スピーチ通信システムに対する一般的な通過帯域10は、図1に示される。一般に、通過帯域10は、明瞭であり、人間の話す声の適正な模写(facsimile)の両方であるスピーチ信号を配信するために十分である。それにも関わらず、通過帯域10外に高い周波数において含まれる多量のスピーチ情報は、帯域通過フィルタリングによって失われる。これは、ノイズのかなりの量が存在する環境における明瞭度および質の両方に、有害な影響を与え得る。
多数の場合において、帯域制限信号の質は、システムの通過帯域の外に位置するため、失われた信号の高調波成分を再導入することによって、改善され得る。一部のシステムにおいては、その全ての開示が参考に援用される、同時係属中(co−pending)の米国特許出願シリアル番号11/110,556の「System for Improving Speech Quality and Intelligibility」に開示されているもののように、スピーチ信号のより高い周波数成分は、システムの通過帯域内における低周波数範囲に転置(transposed)または圧縮される。この場合において、圧縮されたスピーチ信号は、信号が圧縮されない場合に失われる、通過帯域外にある高周波数範囲からの多数の情報を保持する。このステップだけで、帯域制限スピーチ信号の質および明瞭度を、かなり改善する。それにも関わらず、そのような周波数圧縮信号は、狭帯域通信チャネルを通じて送信された後に再伸長(re−expanded)され、高調波がより高い周波数において再導入された場合、更なるかなりの質および明瞭度の改善を経験する。
現在、いくつかの技術は、スピーチおよび音楽の両方に対する高調波信号の周波数範囲を拡張するために存在する。多数の場合において、高調波信号コンテンツを拡張することは、「エクサイテーション信号生成」として説明され得る。これらの技術は、周波数シフティング方法および非線形ひずみ方法の二つのカテゴリに広くグループされ得る。
周波数シフティング方法は、低周波数高調波のレプリカをより高い周波数に導入するために、スペクトル複写、転置、またはフォールディングの何かの形を含む。多数のこれらの方法は、高周波数高調波の不適切な配置という結果となり得る、固定の複写スキームを使用する。多数の場合において、再導入された高周波数高調波は、基本ピッチ周波数の各マルチプルにおいて正確に配置されない。一部のスペクトル複写方法は、転置された高調波の適切な配置を保証するためにピッチ推定を使用する。しかしながら、これらの方法の実行は、ピッチ推定が不正確であった場合、激しく価値を低下され得る。これは、低SNRを有する信号に対してよくある実例である。
高調波拡張方法の第2のカテゴリは、高調波が全体の周波数スペクトルに渡って導入されるように、高調波ひずみを生成することを含む。これらの方法は、高調波ひずみを導入するために、二次関数x2(n)、三次関数x3(n)、または全波整流(rectification)|x(n)|のような時間領域非線形変換を利用する。これらの方法は、最後の広帯域エクサイテーション信号がスペクトル的に平であることを確実するために使用される、線形予測のようなスペクトル包絡推定技術によって、通常従われる。
スペクトル複写またはフォールディング方法を通じての非線形変換方法の主な利点は、ピッチ推定アルゴリズムの使用を要求せずに、高調波は、基本周波数の倍数において生成されることである。しかしながら、これらの技術の主な不利点は、新しい高調波がより高い周波数においてエイリアシングアーチファクトを含み得ることである。更に、時間領域アプローチであるため、生成された高調波の帯域幅を制御するのは困難である。新しい高調波は、対象の周波数範囲だけの代わりに、全ての周波数に渡って生成される。
システムおよび方法は、帯域制限高調波信号の高調波を拡張するために提供される。帯域制限高調波信号の高調波コンテンツは、周波数領域において、帯域制限信号の複素スペクトルに非線形変換を実行することによって、信号の通過帯域外の周波数に拡張される。この非線形変換は、複素スペクトルのそれ自体を用いた線形たたみ込みによって、完成され得る。高調波信号の周波数帯域幅を拡張するためのシステムは、時間領域信号を周波数領域に変換するための順変換モジュール、高調波信号の複素スペクトルに非線形変換を実行するための非線形変換モジュール、および高調波信号の拡張された信号を時間領域に変換し直すための逆変換モジュールを有する信号プロセッサを含む。多数のアプリケーションにおいて、オリジナル帯域制限信号を、スペクトルに拡張された高調波信号の全体または一部のスペクトル部分と組み合わせることが望まれ得る(例えば、改善された質または明瞭度を有する最後のスピーチまたは音楽信号を得るために)。これは、同時係属中の米国特許出願シリアル番号11/110,556の「System for Improving Speech Quality and Intelligibility」に説明されるように、様々な技術を用いて完成され得る。
本発明の実施形態に従って、帯域制限高調波信号の高調波を拡張する方法が提供される。方法は、帯域制限高調波信号を、時間領域から周波数領域に変換することを要する。変換は、帯域制限高調波信号の複素スペクトルを生成する。複素スペクトルが一度得られると、非線形変換は、複素スペクトルに実行される。非線形変換は、複素スペクトルのそれ自体を用いた線形たたみ込みを含み得る。非線形変換は、複素スペクトルの高調波コンテンツを、オリジナル帯域制限高調波信号の制限周波数帯域外の周波数に拡張する。最終的に、逆変換は、拡張された複素スペクトルに実行され、複素スペクトルを時間領域に変換し直す。
他の実施形態に従って、高調波拡張方法は提供される。この方法は、帯域制限高調波信号を受信することを含む。定義上、帯域制限高調波信号は、帯域制限信号の制限周波数帯域内にて通常の周波数間隔における、主要な信号エネルギーを含む。信号の通過帯域は、通過帯域周波数下限および通過帯域周波数上限によって定義される。帯域制限高調波信号は、時間領域から周波数領域に変換される。時間領域から周波数領域への変換は、受信される信号の周波数コンテンツを表す複素スペクトルを生成する。オリジナル信号の狭周波数帯域外の周波数に高調波コンテンツを追加するために、非線形変換は、受信される帯域制限高調波信号の複素スペクトルに実行される。高調波的に拡張されたスペクトルは、次いで、時間領域に変換し直される。
帯域制限高調波信号の高調波を拡張するためのシステムも、提供される。システムは、マイクロホン、無線電話受話器、オーディオシステム、または高調波信号の受信が可能な任意の他のデバイスまたはシステムのような、帯域制限高調波信号を受信するためのデバイスを含む。システムは、更に、受信デバイスによって受信される信号を処理するための信号プロセッサを含む。信号プロセッサは、受信される帯域制限高調波信号を、時間領域から周波数領域に変換するための順変換モジュールを含む。順変換モジュールは、帯域制限信号の周波数コンテンツを表す複素スペクトルを生成する。非線形変換モジュールは、周波数領域において、帯域制限信号の複素スペクトルの非線形変換を実行するために、信号プロセッサによって提供される。非線形変換は、受信される信号のオリジナル周波数帯域外の周波数における高調波を含む、拡張されたスペクトルを生成する。最終的に、信号プロセッサは、帯域制限高調波信号の高調波的に拡張されたスペクトルを、時間領域に変換し直すための逆変換モジュールを含む。
本発明は、さらに以下の手段を提供する。
(項目1)
帯域制限高調波信号の高調波を拡張する方法であって、該方法は、
帯域制限高調波信号の複素スペクトルを得るために、該帯域制限高調波信号を、時間領域から周波数領域に変換することと、
該帯域制限高調波信号の高調波コンテンツを、該帯域制限高調波信号の制限周波数帯域外の周波数に拡張するために、該周波数領域における該帯域制限高調波信号の複素スペクトルに非線形変換を実行することと、
該帯域制限高調波信号の拡張された複素スペクトルを、該時間領域に逆変換することと
を包含する、方法。
帯域制限高調波信号の高調波を拡張する方法であって、該方法は、
帯域制限高調波信号の複素スペクトルを得るために、該帯域制限高調波信号を、時間領域から周波数領域に変換することと、
該帯域制限高調波信号の高調波コンテンツを、該帯域制限高調波信号の制限周波数帯域外の周波数に拡張するために、該周波数領域における該帯域制限高調波信号の複素スペクトルに非線形変換を実行することと、
該帯域制限高調波信号の拡張された複素スペクトルを、該時間領域に逆変換することと
を包含する、方法。
(項目2)
帯域制限高調波信号を、上記時間領域から上記周波数領域に変換するステップが、高速フーリエ変換(FFT)を該帯域制限高調波信号に実行することを包含する、項目1に記載の方法。
帯域制限高調波信号を、上記時間領域から上記周波数領域に変換するステップが、高速フーリエ変換(FFT)を該帯域制限高調波信号に実行することを包含する、項目1に記載の方法。
(項目3)
上記帯域制限高調波信号の上記複素スペクトルに非線形変換を実行するステップが、該帯域制限高調波信号の該複素スペクトルに、それ自体を用いて線形たたみ込みを実行することを包含する、項目2に記載の方法。
上記帯域制限高調波信号の上記複素スペクトルに非線形変換を実行するステップが、該帯域制限高調波信号の該複素スペクトルに、それ自体を用いて線形たたみ込みを実行することを包含する、項目2に記載の方法。
(項目4)
上記線形たたみ込みが、
Y(k)=X(k)*X(k) k=0...N/2
の式に従って実行され、
ここで、*は、線形たたみ込み演算を示し、kは、周波数インデックスであり、Nは、上記帯域制限高調波信号を上記時間領域から上記周波数領域に変換するために使用される上記FFTの長さである、項目3に記載の方法。
上記線形たたみ込みが、
Y(k)=X(k)*X(k) k=0...N/2
の式に従って実行され、
ここで、*は、線形たたみ込み演算を示し、kは、周波数インデックスであり、Nは、上記帯域制限高調波信号を上記時間領域から上記周波数領域に変換するために使用される上記FFTの長さである、項目3に記載の方法。
(項目5)
上記帯域制限高調波信号の上記複素スペクトルに非線形変換を実行するステップが、該帯域制限高調波信号の該複素スペクトルに、該帯域制限高調波信号の該複素スペクトルの鏡映複素共役を用いて線形たたみ込みを実行することを包含する、項目2に記載の方法。
上記帯域制限高調波信号の上記複素スペクトルに非線形変換を実行するステップが、該帯域制限高調波信号の該複素スペクトルに、該帯域制限高調波信号の該複素スペクトルの鏡映複素共役を用いて線形たたみ込みを実行することを包含する、項目2に記載の方法。
(項目6)
上記帯域制限高調波信号の上記複素スペクトルに非線形変換を実行するステップが、第1の加重要素によって加重された該帯域制限高調波信号のスペクトルと第2の加重要素によって加重された該帯域制限高調波信号の該複素スペクトルとの線形たたみ込みを実行することを包含する、項目2に記載の方法。
上記帯域制限高調波信号の上記複素スペクトルに非線形変換を実行するステップが、第1の加重要素によって加重された該帯域制限高調波信号のスペクトルと第2の加重要素によって加重された該帯域制限高調波信号の該複素スペクトルとの線形たたみ込みを実行することを包含する、項目2に記載の方法。
(項目7)
上記帯域制限高調波信号の上記複素スペクトルの非線形変換を実行するステップが、該帯域制限高調波信号の該複素スペクトルの一部に、該帯域制限該複素スペクトルの一部を用いて線形たたみ込みを実行することを包含する、項目2に記載の方法。
上記帯域制限高調波信号の上記複素スペクトルの非線形変換を実行するステップが、該帯域制限高調波信号の該複素スペクトルの一部に、該帯域制限該複素スペクトルの一部を用いて線形たたみ込みを実行することを包含する、項目2に記載の方法。
(項目8)
上記周波数領域における上記帯域制限高調波信号の上記複素スペクトルに非線形変換を実行するステップにおいて、該非線形変換は、高調波エネルギーが該帯域制限高調波信号の周波数上限より高い少なくとも1つの高調波周波数に追加されるように、選択される、項目1に記載の方法。
上記周波数領域における上記帯域制限高調波信号の上記複素スペクトルに非線形変換を実行するステップにおいて、該非線形変換は、高調波エネルギーが該帯域制限高調波信号の周波数上限より高い少なくとも1つの高調波周波数に追加されるように、選択される、項目1に記載の方法。
(項目9)
上記周波数領域における上記帯域制限高調波信号の上記複素スペクトルに非線形変換を実行するステップにおいて、該非線形変換は、高調波エネルギーが該帯域制限高調波信号の周波数下限より低い少なくとも1つの高調波周波数に追加されるように、選択される、項目1に記載の方法。
上記周波数領域における上記帯域制限高調波信号の上記複素スペクトルに非線形変換を実行するステップにおいて、該非線形変換は、高調波エネルギーが該帯域制限高調波信号の周波数下限より低い少なくとも1つの高調波周波数に追加されるように、選択される、項目1に記載の方法。
(項目10)
帯域制限高調波信号を上記時間領域から上記周波数領域に変換するステップが、離散フーリエ変換(DFT)、離散コサイン変換(DCT)、フィルタバンク、またはウェーブレット変換のうちの1つを利用することを包含する、項目1に記載の方法。
帯域制限高調波信号を上記時間領域から上記周波数領域に変換するステップが、離散フーリエ変換(DFT)、離散コサイン変換(DCT)、フィルタバンク、またはウェーブレット変換のうちの1つを利用することを包含する、項目1に記載の方法。
(項目11)
高調波拡張方法であって、該方法は、
通過帯域周波数下限および通過帯域周波数上限によって定義される、制限周波数帯域内にて通常の周波数間隔における、主要な信号エネルギーを有する帯域制限高調波信号を受信することと、
受信された帯域制限高調波信号の複素スペクトルを得るために、該帯域制限高調波信号を、時間領域から周波数領域に変換することと、
高調波エネルギーが該受信された帯域制限高調波信号に存在しない、少なくとも1つの高調波周波数における高調波エネルギーを有する拡張されたスペクトルを生成するために、該周波数領域における該受信された帯域制限高調波信号の該複素スペクトルの非線形変換を実行することと、
該拡張されたスペクトルを該時間領域に変換することと
を包含する、方法。
高調波拡張方法であって、該方法は、
通過帯域周波数下限および通過帯域周波数上限によって定義される、制限周波数帯域内にて通常の周波数間隔における、主要な信号エネルギーを有する帯域制限高調波信号を受信することと、
受信された帯域制限高調波信号の複素スペクトルを得るために、該帯域制限高調波信号を、時間領域から周波数領域に変換することと、
高調波エネルギーが該受信された帯域制限高調波信号に存在しない、少なくとも1つの高調波周波数における高調波エネルギーを有する拡張されたスペクトルを生成するために、該周波数領域における該受信された帯域制限高調波信号の該複素スペクトルの非線形変換を実行することと、
該拡張されたスペクトルを該時間領域に変換することと
を包含する、方法。
(項目12)
上記帯域制限高調波信号を、上記時間領域から上記周波数領域に変換するステップが、高速フーリエ変換を該帯域制限高調波信号に実行することを包含する、項目11に記載の高調波拡張方法。
上記帯域制限高調波信号を、上記時間領域から上記周波数領域に変換するステップが、高速フーリエ変換を該帯域制限高調波信号に実行することを包含する、項目11に記載の高調波拡張方法。
(項目13)
上記帯域制限高調波信号の上記複素スペクトルに非線形変換を実行するステップが、該帯域制限高調波信号の該複素スペクトルに、それ自体を用いて線形たたみ込みを実行することを包含する、項目12に記載の方法。
上記帯域制限高調波信号の上記複素スペクトルに非線形変換を実行するステップが、該帯域制限高調波信号の該複素スペクトルに、それ自体を用いて線形たたみ込みを実行することを包含する、項目12に記載の方法。
(項目14)
上記線形たたみ込みが、
Y(k)=X(k)*X(k) k=0...N/2
の式に従って実行され、
ここで、*は、線形たたみ込み演算を示し、kは、周波数インデックスであり、Nは、上記帯域制限高調波信号を上記時間領域から上記周波数領域に変換するために使用される上記FFTの長さである、項目13に記載の方法。
上記線形たたみ込みが、
Y(k)=X(k)*X(k) k=0...N/2
の式に従って実行され、
ここで、*は、線形たたみ込み演算を示し、kは、周波数インデックスであり、Nは、上記帯域制限高調波信号を上記時間領域から上記周波数領域に変換するために使用される上記FFTの長さである、項目13に記載の方法。
(項目15)
上記帯域制限高調波信号の上記複素スペクトルに非線形変換を実行するステップが、該帯域制限高調波信号の該複素スペクトルに、該帯域制限高調波信号の該複素スペクトルの鏡映複素共役を用いて線形たたみ込みを実行することを包含する、項目12に記載の方法。
上記帯域制限高調波信号の上記複素スペクトルに非線形変換を実行するステップが、該帯域制限高調波信号の該複素スペクトルに、該帯域制限高調波信号の該複素スペクトルの鏡映複素共役を用いて線形たたみ込みを実行することを包含する、項目12に記載の方法。
(項目16)
上記帯域制限高調波信号の上記複素スペクトルに非線形変換を実行するステップが、第1の加重要素によって加重された該帯域制限高調波信号のスペクトルと第2の加重要素によって加重された該帯域制限高調波信号の該複素スペクトルとの線形たたみ込みを実行することを包含する、項目12に記載の方法。
上記帯域制限高調波信号の上記複素スペクトルに非線形変換を実行するステップが、第1の加重要素によって加重された該帯域制限高調波信号のスペクトルと第2の加重要素によって加重された該帯域制限高調波信号の該複素スペクトルとの線形たたみ込みを実行することを包含する、項目12に記載の方法。
(項目17)
上記帯域制限高調波信号の上記複素スペクトルの非線形変換を実行するステップが、該帯域制限高調波信号の該複素スペクトルの一部に、該帯域制限該複素スペクトルの一部とを用いて線形たたみ込みを実行することを包含する、項目12に記載の方法。
上記帯域制限高調波信号の上記複素スペクトルの非線形変換を実行するステップが、該帯域制限高調波信号の該複素スペクトルの一部に、該帯域制限該複素スペクトルの一部とを用いて線形たたみ込みを実行することを包含する、項目12に記載の方法。
(項目18)
上記周波数領域における上記帯域制限高調波信号の上記複素スペクトルに非線形変換を実行するステップにおいて、該非線形変換は、高調波エネルギーが該帯域制限高調波信号の周波数上限より高い少なくとも1つの高調波周波数に追加されるように、選択される、項目11に記載の方法。
上記周波数領域における上記帯域制限高調波信号の上記複素スペクトルに非線形変換を実行するステップにおいて、該非線形変換は、高調波エネルギーが該帯域制限高調波信号の周波数上限より高い少なくとも1つの高調波周波数に追加されるように、選択される、項目11に記載の方法。
(項目19)
上記周波数領域における上記帯域制限高調波信号の上記複素スペクトルに非線形変換を実行するステップにおいて、該非線形変換は、高調波エネルギーが該帯域制限高調波信号の周波数下限より低い少なくとも1つの高調波周波数に追加されるように、選択される、項目11に記載の方法。
上記周波数領域における上記帯域制限高調波信号の上記複素スペクトルに非線形変換を実行するステップにおいて、該非線形変換は、高調波エネルギーが該帯域制限高調波信号の周波数下限より低い少なくとも1つの高調波周波数に追加されるように、選択される、項目11に記載の方法。
(項目20)
帯域制限高調波信号を上記時間領域から上記周波数領域に変換するステップが、離散フーリエ変換(DFT)、離散コサイン変換(DCT)、フィルタバンク、またはウェーブレット変換のうちの1つを利用することを包含する、項目11に記載の方法。
帯域制限高調波信号を上記時間領域から上記周波数領域に変換するステップが、離散フーリエ変換(DFT)、離散コサイン変換(DCT)、フィルタバンク、またはウェーブレット変換のうちの1つを利用することを包含する、項目11に記載の方法。
(項目21)
帯域制限高調波信号の高調波を拡張するためのシステムであって、該システムは、
帯域制限高調波信号を受信するための手段と、
該帯域制限高調波信号の複素スペクトルを生成するために、受信された帯域制限高調波信号を、時間領域から周波数領域に変換するための順変換モジュールを有する信号プロセッサと、
該帯域制限高調波信号の高調波的に拡張されたスペクトルを生成するために、該周波数領域における該帯域制限信号の該複素スペクトルの非線形変換を実行するための高調波生成モジュールと、
該帯域制限高調波信号の高調波的に拡張された信号を該時間領域に変換し直すための逆変換モジュールと
を備える、システム。
帯域制限高調波信号の高調波を拡張するためのシステムであって、該システムは、
帯域制限高調波信号を受信するための手段と、
該帯域制限高調波信号の複素スペクトルを生成するために、受信された帯域制限高調波信号を、時間領域から周波数領域に変換するための順変換モジュールを有する信号プロセッサと、
該帯域制限高調波信号の高調波的に拡張されたスペクトルを生成するために、該周波数領域における該帯域制限信号の該複素スペクトルの非線形変換を実行するための高調波生成モジュールと、
該帯域制限高調波信号の高調波的に拡張された信号を該時間領域に変換し直すための逆変換モジュールと
を備える、システム。
(項目22)
利用される変換が、高速フーリエ変換(FFT)、離散フーリエ変換(DFT)、離散コサイン変換(DCT)、デジタルフィルタバンク、または上記帯域制限高調波信号を上記周波数領域に変換するためのウェーブレット変換のうちの1つである、項目21に記載のシステム。
利用される変換が、高速フーリエ変換(FFT)、離散フーリエ変換(DFT)、離散コサイン変換(DCT)、デジタルフィルタバンク、または上記帯域制限高調波信号を上記周波数領域に変換するためのウェーブレット変換のうちの1つである、項目21に記載のシステム。
(項目23)
非線形変換モジュールが、上記帯域制限高調波信号の上記高調波的に拡張されたスペクトルを生成するために、上記周波数領域において線形たたみ込みを利用する、項目21に記載のシステム。
非線形変換モジュールが、上記帯域制限高調波信号の上記高調波的に拡張されたスペクトルを生成するために、上記周波数領域において線形たたみ込みを利用する、項目21に記載のシステム。
(項目24)
上記線形たたみ込みが、上記帯域制限高調波信号の上記複素スペクトルに、それ自体を用いて実行される、項目23に記載のシステム。
上記線形たたみ込みが、上記帯域制限高調波信号の上記複素スペクトルに、それ自体を用いて実行される、項目23に記載のシステム。
(項目25)
上記線形たたみ込みが、上記帯域制限高調波信号の上記複素スペクトルに、該帯域制限高調波信号の該複素スペクトルの鏡映複素共役を用いて実行される、項目23に記載のシステム。
上記線形たたみ込みが、上記帯域制限高調波信号の上記複素スペクトルに、該帯域制限高調波信号の該複素スペクトルの鏡映複素共役を用いて実行される、項目23に記載のシステム。
(項目26)
上記線形たたみ込みが、第1の加重要素によって加重された上記帯域制限高調波信号の上記複素スペクトルに、第2の加重要素によって加重された該帯域制限高調波信号の該複素スペクトルを用いて実行される、項目23に記載のシステム。
上記線形たたみ込みが、第1の加重要素によって加重された上記帯域制限高調波信号の上記複素スペクトルに、第2の加重要素によって加重された該帯域制限高調波信号の該複素スペクトルを用いて実行される、項目23に記載のシステム。
(項目27)
帯域制限高調波信号の高調波およびスペクトル包絡を拡張し、拡張された信号をオリジナル帯域制限信号と結合するためのシステムであって、該システムは、
帯域制限高調波信号を受信するための手段と、
該帯域制限高調波信号の複素スペクトルを生成するために、受信された帯域制限高調波信号を、時間領域から周波数領域に変換するための順変換モジュールを有する信号プロセッサと、
該帯域制限高調波信号の高調波的に拡張されたスペクトルを生成するために、該周波数領域における該帯域制限信号の該複素スペクトルの非線形変換を実行するための高調波生成モジュールと、
拡張された高調波の該スペクトル包絡が、該オリジナル帯域制限信号のそれに対して相補的であることを確実にするためのスペクトル包絡拡張器モジュールと、
上記高調波拡張されたスペクトルを、オリジナル帯域制限スペクトルと結合するための結合器モジュールと、
周波数拡張された最終の高調波スペクトルを、該時間領域に変換し直すための逆変換モジュールと
を備える、システム。
帯域制限高調波信号の高調波およびスペクトル包絡を拡張し、拡張された信号をオリジナル帯域制限信号と結合するためのシステムであって、該システムは、
帯域制限高調波信号を受信するための手段と、
該帯域制限高調波信号の複素スペクトルを生成するために、受信された帯域制限高調波信号を、時間領域から周波数領域に変換するための順変換モジュールを有する信号プロセッサと、
該帯域制限高調波信号の高調波的に拡張されたスペクトルを生成するために、該周波数領域における該帯域制限信号の該複素スペクトルの非線形変換を実行するための高調波生成モジュールと、
拡張された高調波の該スペクトル包絡が、該オリジナル帯域制限信号のそれに対して相補的であることを確実にするためのスペクトル包絡拡張器モジュールと、
上記高調波拡張されたスペクトルを、オリジナル帯域制限スペクトルと結合するための結合器モジュールと、
周波数拡張された最終の高調波スペクトルを、該時間領域に変換し直すための逆変換モジュールと
を備える、システム。
(項目28)
利用される変換が、高速フーリエ変換(FFT)、離散フーリエ変換(DFT)、離散コサイン変換(DCT)、デジタルフィルタバンク、または上記帯域制限高調波信号を上記周波数領域に変換するためのウェーブレット変換のうちの1つである、項目27に記載のシステム。
利用される変換が、高速フーリエ変換(FFT)、離散フーリエ変換(DFT)、離散コサイン変換(DCT)、デジタルフィルタバンク、または上記帯域制限高調波信号を上記周波数領域に変換するためのウェーブレット変換のうちの1つである、項目27に記載のシステム。
(項目29)
非線形変換モジュールが、上記帯域制限高調波信号の上記高調波的に拡張されたスペクトルを生成するために、上記周波数領域において線形たたみ込みを利用する、項目27に記載のシステム。
非線形変換モジュールが、上記帯域制限高調波信号の上記高調波的に拡張されたスペクトルを生成するために、上記周波数領域において線形たたみ込みを利用する、項目27に記載のシステム。
(項目30)
上記線形たたみ込みが、上記帯域制限高調波信号の上記複素スペクトルに、それ自体を用いて実行される、項目29に記載のシステム。
上記線形たたみ込みが、上記帯域制限高調波信号の上記複素スペクトルに、それ自体を用いて実行される、項目29に記載のシステム。
(項目31)
上記線形たたみ込みが、上記帯域制限高調波信号の上記複素スペクトルに、該帯域制限高調波信号の該複素スペクトルの鏡映複素共役を用いて実行される、項目29に記載のシステム。
上記線形たたみ込みが、上記帯域制限高調波信号の上記複素スペクトルに、該帯域制限高調波信号の該複素スペクトルの鏡映複素共役を用いて実行される、項目29に記載のシステム。
(項目32)
上記線形たたみ込みが、第1の加重要素によって加重された上記帯域制限高調波信号の上記複素スペクトルに、第2の加重要素によって加重された該帯域制限高調波信号の該複素スペクトルを用いて実行される、項目29に記載のシステム。
上記線形たたみ込みが、第1の加重要素によって加重された上記帯域制限高調波信号の上記複素スペクトルに、第2の加重要素によって加重された該帯域制限高調波信号の該複素スペクトルを用いて実行される、項目29に記載のシステム。
(摘要)
システムおよび方法は、高調波信号の周波数帯域幅を拡張するために提供される。帯域制限信号の高調波コンテンツは、周波数領域において、帯域制限信号の複素スペクトルに非線形変換を実行することによって、信号の通過帯域外の周波数に拡張される。非線形変換は、複素スペクトルのそれ自体を用いた線形たたみ込みによって、完成され得る。高調波信号の周波数帯域幅を拡張するためのシステムは、時間領域信号を周波数領域に変換するための順変換モジュールを有する信号プロセッサ、高調波信号の複素スペクトルに非線形変換を実行するための非線形変換モジュール、および高調波信号の拡張された信号を時間領域に変換し直すための逆変換モジュールを含む。
システムおよび方法は、高調波信号の周波数帯域幅を拡張するために提供される。帯域制限信号の高調波コンテンツは、周波数領域において、帯域制限信号の複素スペクトルに非線形変換を実行することによって、信号の通過帯域外の周波数に拡張される。非線形変換は、複素スペクトルのそれ自体を用いた線形たたみ込みによって、完成され得る。高調波信号の周波数帯域幅を拡張するためのシステムは、時間領域信号を周波数領域に変換するための順変換モジュールを有する信号プロセッサ、高調波信号の複素スペクトルに非線形変換を実行するための非線形変換モジュール、および高調波信号の拡張された信号を時間領域に変換し直すための逆変換モジュールを含む。
本発明の他のシステム、方法、特徴、および利点は、添付の図面および詳細な説明の考察によって、当業者に明白になるであろう。全てのそのような追加のシステム、方法、特徴、および利点が、本説明に含まれ、本発明の範囲にあり、および添付の特許請求の範囲によって保護されることが意図される。
本発明は、高調波信号の周波数帯域幅を拡張するためのシステムおよび方法に関する。そのシステムおよび方法は、背景ノイズによってマスクされ得る中帯域高調波を回復するために利用され得る上に、帯域制限信号の高および低の両方の周波数高調波を再導入するために利用され得る。高調波信号の周波数帯域幅を拡張するためのシステムおよび方法は、スピーチまたは音楽信号等の高調波信号の質または明瞭度を強化するために有利に利用され得る。さらに、システムおよび方法は、当該背景技術において述べられたように、その教示が本開示において援用される、特許出願同時係属中の「System For Improving Speech Quality and Intelligibility」に従う、圧縮信号の帯域幅の拡張のための最適な機構を提供し得る。
高調波信号の帯域幅を拡張するために本システムおよび方法は、背景部分において説明された、時間領域における高調波ひずみを形成することによる高調波の導入の方法に類似した様式において動作する。しかし、高調波ひずみが介しての高調波の中身を導入または再導入する従来の努力は、時間領域における帯域制限信号の非線形変換に委ねられている一方、本明細書において開示されるシステムおよび方法は、時間領域の代わりに、周波数領域における帯域制限信号の変換に委ねられている。本発明の背景技術において記されたように、時間領域における非線形変換は、以下の等式によって示されるように、オリジナル時間領域信号であるx(n)を二乗することによって達成され得る。
y(n)=x2(n) (1)
ここにおいて、nは時間インデックスを示し、yは、より幅の広い帯域幅において高調波を生成する高調波ひずみを含む変換された出力信号である。時間領域の信号をサンプルした時間を二乗することは、周波数領域において、信号の複素スペクトルのそれ自体を用いた円形または周期的なたたみ込みを行うことと同等である。しかし、周波数領域における円形たたみ込みは、時間領域信号を二乗する際と同一の弱点、つまり、図3において示されるようなエイリアシング人工構造に悩まされる。信号の複素スペクトルのそれ自体を用いた、たたみ込みをするために、それ自体との円形たたみ込みよりも、線形たたみ込みを用いることによって、エイリアシング人工構造が排除される。従って、高調波信号の周波数帯域幅を拡張するための本システムおよび方法は、周波数領域複素スペクトルのそれ自体を用いた、たたみ込みをするために、線形たたみ込みを利用する。線形たたみ込み処理は、
Y(k)=X(k)*X(k) k=0…N/2 (2)
によって表され得、ここにおいて、*は線形たたみ込み処理を示し、kは周波数インデックスであり、Nは時間領域信号を周波数領域に変換するために利用されたFFTの長さである。添付の図面における周波数スペクトルの図が、50%のオーバーラップを有するウィンドウ化されたハニングの時間セグメントに256−ptFFTを用いて変換され、11kHzにおいてサンプルされたデジタル信号を用いて生成された。他のサンプルレート、ウィンドウ化機能、またはFFTサイズもまた、本発明において用いられ得る。
ここにおいて、nは時間インデックスを示し、yは、より幅の広い帯域幅において高調波を生成する高調波ひずみを含む変換された出力信号である。時間領域の信号をサンプルした時間を二乗することは、周波数領域において、信号の複素スペクトルのそれ自体を用いた円形または周期的なたたみ込みを行うことと同等である。しかし、周波数領域における円形たたみ込みは、時間領域信号を二乗する際と同一の弱点、つまり、図3において示されるようなエイリアシング人工構造に悩まされる。信号の複素スペクトルのそれ自体を用いた、たたみ込みをするために、それ自体との円形たたみ込みよりも、線形たたみ込みを用いることによって、エイリアシング人工構造が排除される。従って、高調波信号の周波数帯域幅を拡張するための本システムおよび方法は、周波数領域複素スペクトルのそれ自体を用いた、たたみ込みをするために、線形たたみ込みを利用する。線形たたみ込み処理は、
Y(k)=X(k)*X(k) k=0…N/2 (2)
によって表され得、ここにおいて、*は線形たたみ込み処理を示し、kは周波数インデックスであり、Nは時間領域信号を周波数領域に変換するために利用されたFFTの長さである。添付の図面における周波数スペクトルの図が、50%のオーバーラップを有するウィンドウ化されたハニングの時間セグメントに256−ptFFTを用いて変換され、11kHzにおいてサンプルされたデジタル信号を用いて生成された。他のサンプルレート、ウィンドウ化機能、またはFFTサイズもまた、本発明において用いられ得る。
図4は、図1において示される帯域制限高調波信号のスペクトル10のそれ自体との線形たたみ込みの結果のスペクトル28を示す。追加的な高周波数高調波の生成は、明らかに明確である。帯域制限信号のスペクトル10は、約3200Hzにおいて起こる最高周波数高調波ピーク14を有する、ピーク12のような12個の高調波ピークに制限される。しかし、図4の高調波的に拡張するスペクトル28は、3500Hzと5500Hzとの間の周波数域において8つの拡張された高調波ピーク30を含み、ここにおいて、最高周波数高調波ピーク32は約5300Hzにおいて位置する。
非線形変換が時間領域において行われる際、スペクトル16の高周波数において存在するエイリアシング人工構造26が、周波数領域における線形たたみ込みに起因して、スペクトル28において存在しないことは明確である。高調波信号の複素スペクトルのそれ自体との周波数領域においての線形たたみ込みを行うさらなる利点は、生成された高調波の帯域の制御がより容易であることである。例えば、図3において、時間領域の高調波信号に非線形ひずみを加えることは、全周波数に渡り高調波を作り出す。しかしながら、本明細書中において記載されるように、周波数領域において線形たたみ込みを利用し、フィルタされた出力であるY(k)(式2)は、信号の高調波拡張が望まれる周波数ポイントkに対してのみ計算されれば良い。例えば、3400Hzよりも大きい高調波のみを生成することを望む場合、フィルタ出力であるY(k)は、3400Hzより大きいの周波数に対してのみ計算されれば良い。
前述の実施例において、オリジナル帯域制限信号のスペクトル10の高調波範囲は、約3500Hzから5500Hzに拡張された。周波数領域において非線形変換を行うことはまた、若干異なるアプローチが利用され得るが、高周波数範囲から低周波数範囲へ高調波を拡張するためにも用いられ得る。オリジナル帯域制限信号の調和の周波数よりも下の周波数において高調波を導入するために、帯域制限信号のオリジナル複素スペクトルのミラード複素共役が用いられる。帯域制限信号のオリジナル複素スペクトルは、その鏡映(mirrored)複素共役のバージョンとたたみ込まれる。この処理は、
Y’(k)=X(k)*conj(X(N/2−k)) k=0…N/2 (3)
として数学的に表され、ここにおいて、conjは複素スペクトルの複素共役を示す。低周波数高調波を含むスペクトルである最終的な出力Y(k)は、再び鏡映され、線形たたみ込みの結果であるY’(k)の複素共役を求めることによって得られる。これは、
Y(k)=conj(Y’(N/2−k)) k=0…N/2 (4)
によって表され得る。高周波数へ高調波を拡張する際のケースであったように、フィルタされた出力であるY(k)は、信号の高調波拡張が望まれるポイントkに対してのみ計算されれば良い。
Y’(k)=X(k)*conj(X(N/2−k)) k=0…N/2 (3)
として数学的に表され、ここにおいて、conjは複素スペクトルの複素共役を示す。低周波数高調波を含むスペクトルである最終的な出力Y(k)は、再び鏡映され、線形たたみ込みの結果であるY’(k)の複素共役を求めることによって得られる。これは、
Y(k)=conj(Y’(N/2−k)) k=0…N/2 (4)
によって表され得る。高周波数へ高調波を拡張する際のケースであったように、フィルタされた出力であるY(k)は、信号の高調波拡張が望まれるポイントkに対してのみ計算されれば良い。
図5は、帯域制限高調波信号のスペクトル50を示す。スペクトル50は、最低高調波ピーク54が約500Hzに位置する、複数の高調波ピーク52によって特徴付けられる。図6は、上記された、図5のオリジナルスペクトル50とその鏡映複素共役との線形たたみ込みの結果である周波数スペクトル60である。追加的な高調波ピーク62は、約250Hzにおいて明確に確認でき、従って、これは、オリジナルスペクトルとその鏡映複素共役との線形たたみ込みが、低周波数範囲へ高調波を拡張するために行われたことを裏付ける。
本明細書中において議論された、帯域制限信号における高調波情報の拡張システムおよび方法を用いて、オリジナル複素スペクトルの一部のみをそれ自体と線形たたみ込みすることが望まれ得る。例えば、電話帯域スピーチ信号において、最も大きい高調波エネルギーは、0と2.5KHzとの間の周波数範囲内に通常、含まれる。従って、システムの演算負担を低減するために、大部分の高調波エネルギーが存在するたたみ込みに対して、オリジナル複素スペクトルの一部のみを用いることが望まれ得る。上記の線形たたみ込み式(2)は、
Y(k)=X(k1)*X(k2) k1=0…M1
k2=0…M2 (5)
と変更され得る。ここにおいて、M1,M2<N/2である。線形たたみ込みを行うのに用いられる複素スペクトルの一部を制限することは、オリジナル高調波信号の一部がノイズによって損なわれた場合においても効果的であり得る。追加的な高調波の生成は、低い信号ツーノイズ比率(SNR)を有するスペクトルの部分が線形たたみ込みから除外される場合においてより効果的であり得る。
Y(k)=X(k1)*X(k2) k1=0…M1
k2=0…M2 (5)
と変更され得る。ここにおいて、M1,M2<N/2である。線形たたみ込みを行うのに用いられる複素スペクトルの一部を制限することは、オリジナル高調波信号の一部がノイズによって損なわれた場合においても効果的であり得る。追加的な高調波の生成は、低い信号ツーノイズ比率(SNR)を有するスペクトルの部分が線形たたみ込みから除外される場合においてより効果的であり得る。
図7は、2つの実質的に類似するスペクトル70、72を示す。スペクトル70、72の両方は、式(5)を用いて生成される。実線のスペクトルに対して、M1およびM2の値はM1=M2=N/2になるように選択される。このケースにおいて、式(5)は式(2)に縮小され、実線スペクトル70は、オリジナルスペクトル50自体と線形たたみ込まれた全オリジナルスペクトル50を示す。しかし、点線スペクトル72に対して、M1およびM2の値はM1=N/2およびM2=N/4であるように選択される。これは、オリジナル複素スペクトルがそれ自体のたった1/2と線形たたみ込みされなかったことになる。それにもかかわらず、点線スペクトル72は、実線スペクトル70とほんのわずかの量の変化でしかない。従って、記載されたように、複素フィルタ係数を小さくすることは、演算負担を低減し、拡張された高調波スペクトルを生成する。ここにおいて、その生成された高調波の強度は格別に影響されない。
上述されたように、線形たたみ込みかたオリジナル複素スペクトルの一部を除外することは、オリジナル信号の部分がノイズによって損なわれた場合において有益である。スペクトルの低SNR部分の除外に対する他の代替法は、加重たたみ込みアプローチを用いることである。一部のケースにおいて、線形たたみ込みを行う以前に、スペクトルの部分を除外し、または抑制することが有用であり得る。これは、たたみ込みを行う前に、スペクトルに1つ以上の加重要素を掛けることによって達成され得る。このケースにおいて、式(4)は、
Y(k)=[G1(k1)X(k1)]*[G2(k2)X(k2)]
k1=0…M1
k2=0…M2 (6)
として書き直され得る。ここにおいて、M1,M2<N/2であり、G1およびG2は加重要素(weighting factor)ベクトルである。G1およびG2の適切な値は、例えば、0と1との間の値であり得る。背景ノイズを抑制し、背景ノイズによって損なわれたスピーチ信号における拡張された高調波の生成の特定の実施形態において、G1およびG2は、入力スピーチ信号のオリジナルスペクトルのSNR特性から推定されたWeinerフィルタ係数に相当し得る。
Y(k)=[G1(k1)X(k1)]*[G2(k2)X(k2)]
k1=0…M1
k2=0…M2 (6)
として書き直され得る。ここにおいて、M1,M2<N/2であり、G1およびG2は加重要素(weighting factor)ベクトルである。G1およびG2の適切な値は、例えば、0と1との間の値であり得る。背景ノイズを抑制し、背景ノイズによって損なわれたスピーチ信号における拡張された高調波の生成の特定の実施形態において、G1およびG2は、入力スピーチ信号のオリジナルスペクトルのSNR特性から推定されたWeinerフィルタ係数に相当し得る。
図8は、白色ノイズによって損なわれた帯域制限高調波信号のスペクトル80を示す。図9は、式(6)に従い、スペクトル80のそれ自体とのたたみ込みの結果である2つのスペクトル82、84を示す。1つ目の実線スペクトル82は加重要素G1、G2=1に対応する。つまり、加重はかけられていない。2つ目の点線スペクトル84は、Weinerフィルタ係数(最大ノイズ減衰が12dB)を用いて加重されたSNRである加重要素のG1、G2に対応する。SNR加重たたみ込み手順から生成されたスペクトル84は、高調波ピークの間においてより深い谷部を含み、より明確に規定されること、およびノイズによる損傷の低減を示す。
式(6)において具体化される加重たたみ込み手順はまた、ノイズによって完全に、または部分的にマスクされたイン帯域(in−band)高調波を回復するために、または強化するために利用され得もする。例えば、図10は、ノイズによって損なわれた周波数スペクトル90を示す。図10はまた、点線によって損なわれていないそのオリジナルスペクトル92も示す。ノイズ損傷スペクトル90と、オリジナル高調波信号スペクトル92とを比較し、高調波ピーク94、96、98が背景ノイズによって完全にマスクされていること、および高調波ピーク100、102がかろうじて見分けられることが明確である。上記されたSNR加重たたみ込み処理を適用することは、図11に示される周波数スペクトル104を結果として生じさせる。スペクトル104において、マスクされた高調波ピークは回復され、追加的な高調波が3.4kHzよりも上の周波数において生成される。さらに、同時係属中の米国特許出願シリアル番号第11/110,556号の「System For Improving Speech Quality and Intelligibility」において記載されるように、オリジナルスペクトル90は、高調波拡張スペクトル104と組み合わされ得る。これは、拡張された高周波数高調波(例えば、3.4kHzよりも上)のみを含むのではなく、背景ノイズによってマスクされた再構成された高調波をも含む最終的な信号を結果として生じさせる。
上の論議に基づき、帯域制限高調波信号の帯域幅を拡張する方法を表すフローチャートが図12において示される。第1のステップS1は、時間ベースの帯域幅制限高調波信号を受信することである。その信号は、例えば、無線ネットワーク上を介して受信されるボイス信号であり得る。第2のステップS2は、受信された信号の周波数スペクトルを得るためにその受信された時間領域信号を周波数領域に変換することである。その変換は、FFT、Discrete Fourier Transform(DFT)、Discrete Cosine Transform(DCT)、デジタルバンクフィルタ、ウェーブレット変換、または、デジタルにサンプルされた時間領域信号を周波数領域へ変換するための他の方法を介して、行われ得る。ステップS3において、非線形変換が複素スペクトルに対して行われる。上記されるように、周波数領域における非線形変換は、変換された信号の複素スペクトルのそれ自体を用いた線形たたみ込み、複素スペクトルのそれ自体の一部を用いた線形たたみ込み、複素スペクトルの一部のそれ自体の一部を用いた線形たたみ込み、複素スペクトルのそれ自体の鏡映複素共役を用いた、たたみ込み、複素スペクトルの第1の加重バージョンの複素スペクトルの第2の加重バージョンを用いた、たたみ込み、または、望まれる高調波を生成する他の非線形周波数領域変換を含み得る。最後のステップS4は、新しく生成された高調波を含むスペクトルを時間領域に戻す変換である。これは、逆FFT,Inverse Discrete Fourier Transform(IDFT)、Inverse Cosine Transform(ICT)、デジタルフィルタバンク、逆ウェーブレット変換、または周波数領域信号を時間領域に戻す変換の他の方法によって達成され得る。好ましくは、時間領域に戻す反対の変換は、元々、時間領域信号を周波数領域へ変換するために用いられた変換の逆を介して達成される。
図13は、帯域制限高調波信号の高調波コンテンツを拡張するためのシステム200のブロック図を示す。システム200は、信号受信デバイス202を含む。信号受信デバイス202は、マイクロホン、無線電話、オーディオ録音デバイス、または、オーディオ信号を受信可能または生成可能な任意の他のデバイスであり得る。信号受信デバイス202からのオーディオ信号出力は、アナログまたはデジタルのいずれかであり得る。受信された信号がアナログの場合、A/D変換器204は、受信されたアナログオーディオ信号をデジタルオーディオ信号に変換するために提供され得る。そうでない場合、A/D変換器204は省略され得る。デジタルオーディオ信号は、高調波拡張器206に入力される。高調波拡張器206は、受信されたオーディオ信号を周波数領域に変換するための順(forward)変換モジュール208を含む。順変換モジュール208は、FFTアルゴリズム、Discrete Fourier Transform(DFT)、Discrete Cosine Transform(DCT)、デジタルフィルタバンク、ウェーブレット変換、または、時間領域オーディオ信号の周波数領域への変換の他の機構を利用し得る。
高調波拡張器206はさらに非線形変換モジュール210を含む。高調波生成モジュール210は、順変換モジュール208からの出力である受信されたオーディオ信号の複素スペクトルに対して非線形変換を行う。非線形変換は、変換された信号の複素スペクトルのそれ自体との線形たたみ込み、複素スペクトルのそれ自体の一部との線形たたみ込み、複素スペクトルの一部のそれ自体の一部との線形たたみ込み、複素スペクトルのそれ自体の鏡映複素共役とのたたみ込み、複素スペクトルの第1の加重バージョンの複素スペクトルの第2の加重バージョンとのたたみ込み、または、望まれる高調波を生成する他の非線形周波数領域変換を含み得る。
追加的な高調波が一旦、生成されると、逆、または逆変換モジュール212は高調波的に拡張されたスペクトルを時間領域へ変換し直す。逆変換モジュール212は、逆FFT,Inverse Discrete Fourier Transform(IDFT)、Inverse Digital Cosine Transform(IDCT)、デジタルフィルタバンク、逆ウェーブレット変換、または周波数領域信号を時間領域に戻す変換の他の機構を利用し得る。好ましくは、逆変換モジュール212は、順変換モジュール208によって利用される変換の逆を用いる。逆変換モジュール212は、オリジナル信号の制限周波数の範囲の外にある周波数における高調波を含む時間領域信号214を出力する。
図14は、高調波コンテンツおよび帯域制限高調波のスペクトル包絡の拡張のための、ならびに、拡張された信号のオリジナル帯域制限信号との結合のための、システム300のブロック図を示す。そのようなシステムは、同時係属中の米国特許出願シリアル番号第11/110,556号の「System For Improving Speech Quality and Intelligibility」において記載される。結合器モジュール306は、オリジナル帯域制限スペクトル304と高調波生成モジュール210からの出力とを、および、オリジナル帯域制限スペクトル304とスペクトル包絡拡張器302からの出力とを、組み合わせる。スペクトル包絡拡張器302は、高調波生成器の出力210のスペクトル包絡が、オリジナル帯域制限スペクトル304のスペクトル包絡に対して相補的である。従って、最終的な出力308は、帯域制限の受信された入力信号202と比較して、改善された帯域幅および、質、明瞭度を有し得る。
本発明の様々な実施形態が記載された一方、さらに多くの実施形態および実施が本発明の範囲内において可能であることは当業者によって明らかになるであろう。従って、本発明は、添付の特許請求の範囲およびそれらの均等物以外によって限定されない。
200 システム
202 信号受信デバイス
206 高調波拡張器
208 順変換モジュール
210 非線形変換(高調波生成)モジュール
212 逆変換モジュール
202 信号受信デバイス
206 高調波拡張器
208 順変換モジュール
210 非線形変換(高調波生成)モジュール
212 逆変換モジュール
Claims (32)
- 帯域制限高調波信号の高調波を拡張する方法であって、該方法は、
帯域制限高調波信号の複素スペクトルを得るために、該帯域制限高調波信号を、時間領域から周波数領域に変換することと、
該帯域制限高調波信号の高調波コンテンツを、該帯域制限高調波信号の制限周波数帯域外の周波数に拡張するために、該周波数領域における該帯域制限高調波信号の複素スペクトルに非線形変換を実行することと、
該帯域制限高調波信号の拡張された複素スペクトルを、該時間領域に逆変換することと
を包含する、方法。 - 帯域制限高調波信号を、前記時間領域から前記周波数領域に変換するステップが、高速フーリエ変換(FFT)を該帯域制限高調波信号に実行することを包含する、請求項1に記載の方法。
- 前記帯域制限高調波信号の前記複素スペクトルに非線形変換を実行するステップが、該帯域制限高調波信号の該複素スペクトルに、それ自体を用いて線形たたみ込みを実行することを包含する、請求項2に記載の方法。
- 前記線形たたみ込みが、
Y(k)=X(k)*X(k) k=0...N/2
の式に従って実行され、
ここで、*は、線形たたみ込み演算を示し、kは、周波数インデックスであり、Nは、前記帯域制限高調波信号を前記時間領域から前記周波数領域に変換するために使用される前記FFTの長さである、請求項3に記載の方法。 - 前記帯域制限高調波信号の前記複素スペクトルに非線形変換を実行するステップが、該帯域制限高調波信号の該複素スペクトルに、該帯域制限高調波信号の該複素スペクトルの鏡映複素共役を用いて線形たたみ込みを実行することを包含する、請求項2に記載の方法。
- 前記帯域制限高調波信号の前記複素スペクトルに非線形変換を実行するステップが、第1の加重要素によって加重された該帯域制限高調波信号のスペクトルと第2の加重要素によって加重された該帯域制限高調波信号の該複素スペクトルとの線形たたみ込みを実行することを包含する、請求項2に記載の方法。
- 前記帯域制限高調波信号の前記複素スペクトルの非線形変換を実行するステップが、該帯域制限高調波信号の該複素スペクトルの一部に、該帯域制限該複素スペクトルの一部を用いて線形たたみ込みを実行することを包含する、請求項2に記載の方法。
- 前記周波数領域における前記帯域制限高調波信号の前記複素スペクトルに非線形変換を実行するステップにおいて、該非線形変換は、高調波エネルギーが該帯域制限高調波信号の周波数上限より高い少なくとも1つの高調波周波数に追加されるように、選択される、請求項1に記載の方法。
- 前記周波数領域における前記帯域制限高調波信号の前記複素スペクトルに非線形変換を実行するステップにおいて、該非線形変換は、高調波エネルギーが該帯域制限高調波信号の周波数下限より低い少なくとも1つの高調波周波数に追加されるように、選択される、請求項1に記載の方法。
- 帯域制限高調波信号を前記時間領域から前記周波数領域に変換するステップが、離散フーリエ変換(DFT)、離散コサイン変換(DCT)、フィルタバンク、またはウェーブレット変換のうちの1つを利用することを包含する、請求項1に記載の方法。
- 高調波拡張方法であって、該方法は、
通過帯域周波数下限および通過帯域周波数上限によって定義される、制限周波数帯域内にて通常の周波数間隔における、主要な信号エネルギーを有する帯域制限高調波信号を受信することと、
受信された帯域制限高調波信号の複素スペクトルを得るために、該帯域制限高調波信号を、時間領域から周波数領域に変換することと、
高調波エネルギーが該受信された帯域制限高調波信号に存在しない、少なくとも1つの高調波周波数における高調波エネルギーを有する拡張されたスペクトルを生成するために、該周波数領域における該受信された帯域制限高調波信号の該複素スペクトルの非線形変換を実行することと、
該拡張されたスペクトルを該時間領域に変換することと
を包含する、方法。 - 前記帯域制限高調波信号を、前記時間領域から前記周波数領域に変換するステップが、高速フーリエ変換を該帯域制限高調波信号に実行することを包含する、請求項11に記載の高調波拡張方法。
- 前記帯域制限高調波信号の前記複素スペクトルに非線形変換を実行するステップが、該帯域制限高調波信号の該複素スペクトルに、それ自体を用いて線形たたみ込みを実行することを包含する、請求項12に記載の方法。
- 前記線形たたみ込みが、
Y(k)=X(k)*X(k) k=0...N/2
の式に従って実行され、
ここで、*は、線形たたみ込み演算を示し、kは、周波数インデックスであり、Nは、前記帯域制限高調波信号を前記時間領域から前記周波数領域に変換するために使用される前記FFTの長さである、請求項13に記載の方法。 - 前記帯域制限高調波信号の前記複素スペクトルに非線形変換を実行するステップが、該帯域制限高調波信号の該複素スペクトルに、該帯域制限高調波信号の該複素スペクトルの鏡映複素共役を用いて線形たたみ込みを実行することを包含する、請求項12に記載の方法。
- 前記帯域制限高調波信号の前記複素スペクトルに非線形変換を実行するステップが、第1の加重要素によって加重された該帯域制限高調波信号のスペクトルと第2の加重要素によって加重された該帯域制限高調波信号の該複素スペクトルとの線形たたみ込みを実行することを包含する、請求項12に記載の方法。
- 前記帯域制限高調波信号の前記複素スペクトルの非線形変換を実行するステップが、該帯域制限高調波信号の該複素スペクトルの一部に、該帯域制限該複素スペクトルの一部を用いて線形たたみ込みを実行することを包含する、請求項12に記載の方法。
- 前記周波数領域における前記帯域制限高調波信号の前記複素スペクトルに非線形変換を実行するステップにおいて、該非線形変換は、高調波エネルギーが該帯域制限高調波信号の周波数上限より高い少なくとも1つの高調波周波数に追加されるように、選択される、請求項11に記載の方法。
- 前記周波数領域における前記帯域制限高調波信号の前記複素スペクトルに非線形変換を実行するステップにおいて、該非線形変換は、高調波エネルギーが該帯域制限高調波信号の周波数下限より低い少なくとも1つの高調波周波数に追加されるように、選択される、請求項11に記載の方法。
- 帯域制限高調波信号を前記時間領域から前記周波数領域に変換するステップが、離散フーリエ変換(DFT)、離散コサイン変換(DCT)、フィルタバンク、またはウェーブレット変換のうちの1つを利用することを包含する、請求項11に記載の方法。
- 帯域制限高調波信号の高調波を拡張するためのシステムであって、該システムは、
帯域制限高調波信号を受信するための手段と、
該帯域制限高調波信号の複素スペクトルを生成するために、受信された帯域制限高調波信号を、時間領域から周波数領域に変換するための順変換モジュールを有する信号プロセッサと、
該帯域制限高調波信号の高調波的に拡張されたスペクトルを生成するために、該周波数領域における該帯域制限信号の該複素スペクトルの非線形変換を実行するための高調波生成モジュールと、
該帯域制限高調波信号の高調波的に拡張された信号を該時間領域に変換し直すための逆変換モジュールと
を備える、システム。 - 利用される変換が、高速フーリエ変換(FFT)、離散フーリエ変換(DFT)、離散コサイン変換(DCT)、デジタルフィルタバンク、または前記帯域制限高調波信号を前記周波数領域に変換するためのウェーブレット変換のうちの1つである、請求項21に記載のシステム。
- 非線形変換モジュールが、前記帯域制限高調波信号の前記高調波的に拡張されたスペクトルを生成するために、前記周波数領域において線形たたみ込みを利用する、請求項21に記載のシステム。
- 前記線形たたみ込みが、前記帯域制限高調波信号の前記複素スペクトルに、それ自体を用いて実行される、請求項23に記載のシステム。
- 前記線形たたみ込みが、前記帯域制限高調波信号の前記複素スペクトルに、該帯域制限高調波信号の該複素スペクトルの鏡映複素共役を用いて実行される、請求項23に記載のシステム。
- 前記線形たたみ込みが、第1の加重要素によって加重された前記帯域制限高調波信号の前記複素スペクトルに、第2の加重要素によって加重された該帯域制限高調波信号の該複素スペクトルを用いて実行される、請求項23に記載のシステム。
- 帯域制限高調波信号の高調波およびスペクトル包絡を拡張し、拡張された信号をオリジナル帯域制限信号と結合するためのシステムであって、該システムは、
帯域制限高調波信号を受信するための手段と、
該帯域制限高調波信号の複素スペクトルを生成するために、受信された帯域制限高調波信号を、時間領域から周波数領域に変換するための順変換モジュールを有する信号プロセッサと、
該帯域制限高調波信号の高調波的に拡張されたスペクトルを生成するために、該周波数領域における該帯域制限信号の該複素スペクトルの非線形変換を実行するための高調波生成モジュールと、
拡張された高調波の該スペクトル包絡が、該オリジナル帯域制限信号のそれに対して相補的であることを確実にするためのスペクトル包絡拡張器モジュールと、
前記高調波拡張されたスペクトルを、オリジナル帯域制限スペクトルと結合するための結合器モジュールと、
周波数拡張された最終の高調波スペクトルを、該時間領域に変換し直すための逆変換モジュールと
を備える、システム。 - 利用される変換が、高速フーリエ変換(FFT)、離散フーリエ変換(DFT)、離散コサイン変換(DCT)、デジタルフィルタバンク、または前記帯域制限高調波信号を前記周波数領域に変換するためのウェーブレット変換のうちの1つである、請求項27に記載のシステム。
- 非線形変換モジュールが、前記帯域制限高調波信号の前記高調波的に拡張されたスペクトルを生成するために、前記周波数領域において線形たたみ込みを利用する、請求項27に記載のシステム。
- 前記線形たたみ込みが、前記帯域制限高調波信号の前記複素スペクトルに、それ自体を用いて実行される、請求項29に記載のシステム。
- 前記線形たたみ込みが、前記帯域制限高調波信号の前記複素スペクトルに、該帯域制限高調波信号の該複素スペクトルの鏡映複素共役を用いて実行される、請求項29に記載のシステム。
- 前記線形たたみ込みが、第1の加重要素によって加重された前記帯域制限高調波信号の前記複素スペクトルに、第2の加重要素によって加重された該帯域制限高調波信号の該複素スペクトルを用いて実行される、請求項29に記載のシステム。
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012073295A (ja) * | 2010-09-27 | 2012-04-12 | Fujitsu Ltd | 音声帯域拡張装置および音声帯域拡張方法 |
JP2012514763A (ja) * | 2009-02-04 | 2012-06-28 | モトローラ モビリティ インコーポレイテッド | 修正離散コサイン変換音声符号化器用の帯域幅拡大方法及び装置 |
JP2012524440A (ja) * | 2009-04-17 | 2012-10-11 | ソンティア ロジック リミテッド | オーディオ信号の処理 |
CN105044457A (zh) * | 2015-06-30 | 2015-11-11 | 西安理工大学 | 一种抗噪声的电力系统谐波检测方法 |
Families Citing this family (27)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100923913B1 (ko) * | 2005-11-17 | 2009-10-28 | 삼성전자주식회사 | 다중 사용자 간섭 제거 장치 및 방법 |
US7546237B2 (en) * | 2005-12-23 | 2009-06-09 | Qnx Software Systems (Wavemakers), Inc. | Bandwidth extension of narrowband speech |
EP1947644B1 (en) * | 2007-01-18 | 2019-06-19 | Nuance Communications, Inc. | Method and apparatus for providing an acoustic signal with extended band-width |
US7912729B2 (en) * | 2007-02-23 | 2011-03-22 | Qnx Software Systems Co. | High-frequency bandwidth extension in the time domain |
US8326617B2 (en) | 2007-10-24 | 2012-12-04 | Qnx Software Systems Limited | Speech enhancement with minimum gating |
US8015002B2 (en) | 2007-10-24 | 2011-09-06 | Qnx Software Systems Co. | Dynamic noise reduction using linear model fitting |
US8606566B2 (en) * | 2007-10-24 | 2013-12-10 | Qnx Software Systems Limited | Speech enhancement through partial speech reconstruction |
US8688441B2 (en) * | 2007-11-29 | 2014-04-01 | Motorola Mobility Llc | Method and apparatus to facilitate provision and use of an energy value to determine a spectral envelope shape for out-of-signal bandwidth content |
US8433582B2 (en) * | 2008-02-01 | 2013-04-30 | Motorola Mobility Llc | Method and apparatus for estimating high-band energy in a bandwidth extension system |
US20090201983A1 (en) * | 2008-02-07 | 2009-08-13 | Motorola, Inc. | Method and apparatus for estimating high-band energy in a bandwidth extension system |
US8463412B2 (en) * | 2008-08-21 | 2013-06-11 | Motorola Mobility Llc | Method and apparatus to facilitate determining signal bounding frequencies |
MY180550A (en) | 2009-01-16 | 2020-12-02 | Dolby Int Ab | Cross product enhanced harmonic transposition |
JP5126145B2 (ja) * | 2009-03-30 | 2013-01-23 | 沖電気工業株式会社 | 帯域拡張装置、方法及びプログラム、並びに、電話端末 |
TWI556227B (zh) * | 2009-05-27 | 2016-11-01 | 杜比國際公司 | 從訊號的低頻成份產生該訊號之高頻成份的系統與方法,及其機上盒、電腦程式產品、軟體程式及儲存媒體 |
US8321209B2 (en) * | 2009-11-10 | 2012-11-27 | Research In Motion Limited | System and method for low overhead frequency domain voice authentication |
KR20120016709A (ko) * | 2010-08-17 | 2012-02-27 | 삼성전자주식회사 | 휴대용 단말기에서 통화 품질을 향상시키기 위한 장치 및 방법 |
US9076446B2 (en) * | 2012-03-22 | 2015-07-07 | Qiguang Lin | Method and apparatus for robust speaker and speech recognition |
CN103516440B (zh) * | 2012-06-29 | 2015-07-08 | 华为技术有限公司 | 语音频信号处理方法和编码装置 |
EP2709324B1 (en) | 2012-09-13 | 2014-11-12 | Nxp B.V. | Multipath interference reduction |
WO2014209434A1 (en) * | 2013-02-15 | 2014-12-31 | Max Sound Corporation | Voice enhancement methods and systems |
US9564141B2 (en) * | 2014-02-13 | 2017-02-07 | Qualcomm Incorporated | Harmonic bandwidth extension of audio signals |
US9978388B2 (en) * | 2014-09-12 | 2018-05-22 | Knowles Electronics, Llc | Systems and methods for restoration of speech components |
US10816584B2 (en) * | 2017-12-04 | 2020-10-27 | Ets-Lindgren, Inc. | Spectrum extension edgeless gating for reduced time domain gating edge errors |
KR102645659B1 (ko) | 2019-01-04 | 2024-03-11 | 삼성전자주식회사 | 뉴럴 네트워크 모델에 기반하여 무선 통신을 수행하는 장치 및 방법 |
CN110110607A (zh) * | 2019-04-12 | 2019-08-09 | 上海交通大学 | 基于谐波小波包提取狭窄带宽信号的方法 |
WO2021022390A1 (zh) * | 2019-08-02 | 2021-02-11 | 锐迪科微电子(上海)有限公司 | 主动降噪系统和方法及存储介质 |
CN113362840B (zh) * | 2021-06-02 | 2022-03-29 | 浙江大学 | 基于内建传感器欠采样数据的通用语音信息恢复装置及方法 |
Family Cites Families (60)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4255620A (en) | 1978-01-09 | 1981-03-10 | Vbc, Inc. | Method and apparatus for bandwidth reduction |
US4343005A (en) | 1980-12-29 | 1982-08-03 | Ford Aerospace & Communications Corporation | Microwave antenna system having enhanced band width and reduced cross-polarization |
DE3249333T (de) | 1982-01-26 | 1984-01-12 | Coghill, Marvin, Bangkok | System zur maximal wirksamen Übertragung modulierter Energie |
US4672667A (en) * | 1983-06-02 | 1987-06-09 | Scott Instruments Company | Method for signal processing |
US4700360A (en) | 1984-12-19 | 1987-10-13 | Extrema Systems International Corporation | Extrema coding digitizing signal processing method and apparatus |
US4741139A (en) * | 1985-10-02 | 1988-05-03 | Henry Fred Campbell | Prefabricated building panel |
JPH0650439B2 (ja) * | 1986-07-17 | 1994-06-29 | 日本電気株式会社 | マルチパルス駆動形音声符号化器 |
DE3784717T2 (de) | 1987-09-03 | 1993-08-26 | Philips Nv | Phasen- und verstaerkungsregelung fuer einen empfaenger mit zwei zweigen. |
US5086475A (en) * | 1988-11-19 | 1992-02-04 | Sony Corporation | Apparatus for generating, recording or reproducing sound source data |
JP3137995B2 (ja) | 1991-01-31 | 2001-02-26 | パイオニア株式会社 | Pcmディジタルオーディオ信号再生装置 |
KR940006623B1 (ko) | 1991-02-01 | 1994-07-23 | 삼성전자 주식회사 | 영상신호 처리 시스템 |
US5416787A (en) | 1991-07-30 | 1995-05-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method and apparatus for encoding and decoding convolutional codes |
US5371853A (en) * | 1991-10-28 | 1994-12-06 | University Of Maryland At College Park | Method and system for CELP speech coding and codebook for use therewith |
US5396414A (en) | 1992-09-25 | 1995-03-07 | Hughes Aircraft Company | Adaptive noise cancellation |
JP2779886B2 (ja) | 1992-10-05 | 1998-07-23 | 日本電信電話株式会社 | 広帯域音声信号復元方法 |
US5455888A (en) * | 1992-12-04 | 1995-10-03 | Northern Telecom Limited | Speech bandwidth extension method and apparatus |
US5345200A (en) | 1993-08-26 | 1994-09-06 | Gte Government Systems Corporation | Coupling network |
US5497090A (en) | 1994-04-20 | 1996-03-05 | Macovski; Albert | Bandwidth extension system using periodic switching |
ATE284121T1 (de) | 1994-10-06 | 2004-12-15 | Fidelix Y K | Verfahren zur wiedergabe von audiosignalen und vorrichtung dafür |
US5771299A (en) | 1996-06-20 | 1998-06-23 | Audiologic, Inc. | Spectral transposition of a digital audio signal |
AU3690197A (en) | 1996-08-02 | 1998-02-25 | Universite De Sherbrooke | Speech/audio coding with non-linear spectral-amplitude transformation |
JPH10124088A (ja) * | 1996-10-24 | 1998-05-15 | Sony Corp | 音声帯域幅拡張装置及び方法 |
US6115363A (en) | 1997-02-19 | 2000-09-05 | Nortel Networks Corporation | Transceiver bandwidth extension using double mixing |
US6577739B1 (en) | 1997-09-19 | 2003-06-10 | University Of Iowa Research Foundation | Apparatus and methods for proportional audio compression and frequency shifting |
US6154643A (en) | 1997-12-17 | 2000-11-28 | Nortel Networks Limited | Band with provisioning in a telecommunications system having radio links |
EP0945852A1 (en) | 1998-03-25 | 1999-09-29 | BRITISH TELECOMMUNICATIONS public limited company | Speech synthesis |
US6157682A (en) | 1998-03-30 | 2000-12-05 | Nortel Networks Corporation | Wideband receiver with bandwidth extension |
KR100269216B1 (ko) | 1998-04-16 | 2000-10-16 | 윤종용 | 스펙트로-템포럴 자기상관을 사용한 피치결정시스템 및 방법 |
US6295322B1 (en) | 1998-07-09 | 2001-09-25 | North Shore Laboratories, Inc. | Processing apparatus for synthetically extending the bandwidth of a spatially-sampled video image |
US6504935B1 (en) | 1998-08-19 | 2003-01-07 | Douglas L. Jackson | Method and apparatus for the modeling and synthesis of harmonic distortion |
US6539355B1 (en) * | 1998-10-15 | 2003-03-25 | Sony Corporation | Signal band expanding method and apparatus and signal synthesis method and apparatus |
US6195394B1 (en) | 1998-11-30 | 2001-02-27 | North Shore Laboratories, Inc. | Processing apparatus for use in reducing visible artifacts in the display of statistically compressed and then decompressed digital motion pictures |
US6144244A (en) | 1999-01-29 | 2000-11-07 | Analog Devices, Inc. | Logarithmic amplifier with self-compensating gain for frequency range extension |
WO2000070769A1 (fr) * | 1999-05-14 | 2000-11-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Procede et appareil d'elargissement de la bande d'un signal audio |
US6226616B1 (en) | 1999-06-21 | 2001-05-01 | Digital Theater Systems, Inc. | Sound quality of established low bit-rate audio coding systems without loss of decoder compatibility |
JP3430985B2 (ja) * | 1999-08-05 | 2003-07-28 | ヤマハ株式会社 | 合成音生成装置 |
SE517525C2 (sv) | 1999-09-07 | 2002-06-18 | Ericsson Telefon Ab L M | Förfarande och anordning för konstruktion av digitala filter |
WO2001035395A1 (en) | 1999-11-10 | 2001-05-17 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Wide band speech synthesis by means of a mapping matrix |
US6704711B2 (en) | 2000-01-28 | 2004-03-09 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | System and method for modifying speech signals |
US7742927B2 (en) | 2000-04-18 | 2010-06-22 | France Telecom | Spectral enhancing method and device |
DE10041512B4 (de) | 2000-08-24 | 2005-05-04 | Infineon Technologies Ag | Verfahren und Vorrichtung zur künstlichen Erweiterung der Bandbreite von Sprachsignalen |
US6615169B1 (en) | 2000-10-18 | 2003-09-02 | Nokia Corporation | High frequency enhancement layer coding in wideband speech codec |
US6889182B2 (en) | 2001-01-12 | 2005-05-03 | Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) | Speech bandwidth extension |
US20020128839A1 (en) | 2001-01-12 | 2002-09-12 | Ulf Lindgren | Speech bandwidth extension |
SE522553C2 (sv) | 2001-04-23 | 2004-02-17 | Ericsson Telefon Ab L M | Bandbreddsutsträckning av akustiska signaler |
CN1235192C (zh) | 2001-06-28 | 2006-01-04 | 皇家菲利浦电子有限公司 | 传输系统以及用于接收窄带音频信号的接收机和方法 |
JP2004521574A (ja) | 2001-06-28 | 2004-07-15 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 知覚的な低周波増強を備えた狭帯域音声信号伝送システム |
WO2003007480A1 (fr) * | 2001-07-13 | 2003-01-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Dispositif de decodage de signaux audio et dispositif de codage de signaux audio |
US6895375B2 (en) * | 2001-10-04 | 2005-05-17 | At&T Corp. | System for bandwidth extension of Narrow-band speech |
US6988066B2 (en) | 2001-10-04 | 2006-01-17 | At&T Corp. | Method of bandwidth extension for narrow-band speech |
US20030187663A1 (en) * | 2002-03-28 | 2003-10-02 | Truman Michael Mead | Broadband frequency translation for high frequency regeneration |
US7191136B2 (en) * | 2002-10-01 | 2007-03-13 | Ibiquity Digital Corporation | Efficient coding of high frequency signal information in a signal using a linear/non-linear prediction model based on a low pass baseband |
US7248711B2 (en) | 2003-03-06 | 2007-07-24 | Phonak Ag | Method for frequency transposition and use of the method in a hearing device and a communication device |
KR100917464B1 (ko) | 2003-03-07 | 2009-09-14 | 삼성전자주식회사 | 대역 확장 기법을 이용한 디지털 데이터의 부호화 방법,그 장치, 복호화 방법 및 그 장치 |
KR100516678B1 (ko) * | 2003-07-05 | 2005-09-22 | 삼성전자주식회사 | 음성 코덱의 음성신호의 피치검출 장치 및 방법 |
AU2003904207A0 (en) | 2003-08-11 | 2003-08-21 | Vast Audio Pty Ltd | Enhancement of sound externalization and separation for hearing-impaired listeners: a spatial hearing-aid |
US7461003B1 (en) * | 2003-10-22 | 2008-12-02 | Tellabs Operations, Inc. | Methods and apparatus for improving the quality of speech signals |
US20050267739A1 (en) * | 2004-05-25 | 2005-12-01 | Nokia Corporation | Neuroevolution based artificial bandwidth expansion of telephone band speech |
EP1772855B1 (en) | 2005-10-07 | 2013-09-18 | Nuance Communications, Inc. | Method for extending the spectral bandwidth of a speech signal |
US7546237B2 (en) | 2005-12-23 | 2009-06-09 | Qnx Software Systems (Wavemakers), Inc. | Bandwidth extension of narrowband speech |
-
2005
- 2005-06-28 US US11/168,654 patent/US8311840B2/en active Active
-
2006
- 2006-06-19 CA CA2550654A patent/CA2550654C/en active Active
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2012514763A (ja) * | 2009-02-04 | 2012-06-28 | モトローラ モビリティ インコーポレイテッド | 修正離散コサイン変換音声符号化器用の帯域幅拡大方法及び装置 |
JP2014016622A (ja) * | 2009-02-04 | 2014-01-30 | Motorola Mobility Llc | 修正離散コサイン変換音声符号化器用の帯域幅拡大方法及び装置 |
JP2012524440A (ja) * | 2009-04-17 | 2012-10-11 | ソンティア ロジック リミテッド | オーディオ信号の処理 |
JP2012073295A (ja) * | 2010-09-27 | 2012-04-12 | Fujitsu Ltd | 音声帯域拡張装置および音声帯域拡張方法 |
CN105044457A (zh) * | 2015-06-30 | 2015-11-11 | 西安理工大学 | 一种抗噪声的电力系统谐波检测方法 |
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