JP2007310296A - Band spreading apparatus and method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は帯域拡張装置及び方法に関し、例えば、通信、放送等で伝送される周波数帯域の狭い音声信号に対し、受信側にて周波数帯域を拡張して広帯域の音声信号を得る場合に適用し得るものである。 The present invention relates to a band extending apparatus and method, and can be applied to, for example, a case where a wideband audio signal is obtained by extending a frequency band on a receiving side with respect to an audio signal having a narrow frequency band transmitted by communication, broadcasting, or the like. Is.
例えば、電話によって伝送される音声信号の周波数帯域は300Hz〜3.4kHzであり、本来、人間が発する音声の周波数帯域に比べてはるかに狭いものとなっている。このため、電話を通した音声は、こもったような貧弱な品質となっている。 For example, the frequency band of an audio signal transmitted by a telephone is 300 Hz to 3.4 kHz, which is inherently much narrower than the frequency band of audio emitted by humans. For this reason, the voice sent through the phone has a poor quality such as being muffled.
このような問題に対して、例えば、特許文献1の記載技術のように、受信側で、音声信号の周波数帯域を高域側に拡張して、品質の向上を図るものがある。特許文献1の記載技術では、受信した音声信号(低域信号)から、それよりも高い帯域の音声信号(高域信号)を生成し、低域信号に高域信号を加算することで、広帯域の音声信号を得ている。ここで、特許文献1の記載技術は、低域信号に対する高域信号の加算比率を外部からの操作で可変できることに特徴を有している。
しかし、特許文献1の記載技術においては、加算比率は、使用者の好みを反映させるためのものであり、対象となる音声信号の性質とは無関係のものとなっている。本来、人間が発する音声は、例えば、有声音と無声音とではそのスペクトル特性が異なっている。有声音の場合には、低域成分の方が高域成分に比して多く、逆に、無声音の場合には、高域成分の方が低域成分に比して多くなる。特許文献1の記載技術では、このような特性が反映されないため、帯域拡張後の信号において十分な品質の向上が図れないという課題があった。 However, in the technique described in Patent Document 1, the addition ratio is for reflecting the user's preference and is irrelevant to the nature of the target audio signal. Originally, a voice uttered by a human has different spectral characteristics between, for example, voiced sound and unvoiced sound. In the case of voiced sound, there are more low-frequency components than in the high-frequency components. Conversely, in the case of unvoiced sounds, the high-frequency components are larger than in the low-frequency components. In the technique described in Patent Document 1, such characteristics are not reflected, and thus there is a problem in that sufficient quality cannot be improved in a signal after band expansion.
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、入力信号のスペクトル特性を反映させて入力信号の帯域を拡張でき、高品質な帯域拡張信号を得ることができる帯域拡張装置及び方法を提供しようとしたものである。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and provides a band expansion apparatus and method that can expand the band of an input signal by reflecting the spectral characteristics of the input signal and obtain a high-quality band expansion signal. It is what I tried to provide.
第1の本発明は、周波数帯域が制限された入力信号を、その帯域外の信号成分を含むように拡張する帯域拡張装置において、(1)上記入力信号に基づいて、その帯域外の信号成分を生成する帯域外信号生成手段と、(2)上記入力信号のスペクトル特性に応じ、生成された上記帯域外信号成分の加算比率を決定する加算比率決定手段と、(3)生成された上記帯域外信号成分に対し、決定された加算比率を適用した後、上記入力信号に加算する合成手段とを有することを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a band extending apparatus for extending an input signal whose frequency band is limited to include a signal component outside the band. (1) Based on the input signal, the signal component outside the band Out-of-band signal generating means for generating (2) addition ratio determining means for determining the addition ratio of the generated out-of-band signal component according to the spectral characteristics of the input signal, and (3) the generated band And combining means for adding to the input signal after applying the determined addition ratio to the external signal component.
また、第2の本発明は、周波数帯域が制限された入力信号を、その帯域外の信号成分を含むように拡張する帯域拡張方法において、帯域外信号生成手段、加算比率決定手段及び合成手段を備え、(1)上記帯域外信号生成手段は、上記入力信号に基づいて、その帯域外の信号成分を生成し、(2)上記加算比率決定手段は、上記入力信号のスペクトル特性に応じ、生成された上記帯域外信号成分の加算比率を決定し、(3)上記合成手段は、生成された上記帯域外信号成分に対し、決定された加算比率を適用した後、上記入力信号に加算することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, an out-of-band signal generating unit, an addition ratio determining unit, and a synthesizing unit are provided in a band extending method for extending an input signal whose frequency band is limited to include a signal component outside the band. (1) The out-of-band signal generating means generates a signal component outside the band based on the input signal, and (2) the addition ratio determining means is generated according to the spectral characteristics of the input signal. And (3) the combining means applies the determined addition ratio to the generated out-of-band signal component and then adds the added ratio to the input signal. It is characterized by.
本発明によれば、入力信号のスペクトル特性を反映させて入力信号の帯域を拡張でき、高品質な帯域拡張信号を得ることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the spectrum characteristic of an input signal can be reflected, the band of an input signal can be expanded, and a high quality band expansion signal can be obtained.
(A)第1の実施形態
以下、本発明による帯域拡張装置及び方法を、音声信号の帯域拡張に適用した第1の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。
(A) First Embodiment Hereinafter, a first embodiment in which a band extending apparatus and method according to the present invention are applied to band extension of an audio signal will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、第1の実施形態に係る音声信号帯域拡張装置の全体構成を示すブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the audio signal band extending apparatus according to the first embodiment.
図1において、第1の実施形態の音声信号帯域拡張装置100は、アップサンプリング回路101、スペクトル特性分析回路102、高域成分生成回路103、加算回路104及び乗算回路105を有する。第1の実施形態の音声信号帯域拡張装置100には、例えば、図示しない遠方から到来した音声信号s(n)が入力され、この音声信号s(n)は狭帯域の信号(デジタル信号)である。
In FIG. 1, an audio signal
アップサンプリング回路101は、周知の方法を用いて、入力音声信号s(n)のサンプリング周波数を増加(例えば、2倍)させるものである。
The
高域成分生成回路103は、入力音声信号s(n)から、入力音声信号s(n)が持っていた周波数帯域よりも高い周波数帯域の成分(高域成分)を生成するものである。高域成分の生成方法として、例えば、上述した特許文献1に記載の方法や特開平9−258787号公報に記載の方法を適用することができる。特許文献1に記載の方法に従うと、高域成分生成回路103は、例えば、入力音声信号s(n)の各サンプル間にゼロを挿入してサンプリング周波数を増加(2倍)させた後、高域成分を生成し、生成した高域成分を、高域を通過させるバンドパスフィルタを通した後、高域信号su(n)として出力する。
The high frequency
スペクトル特性分析回路102は、入力音声信号s(n)のスペクトル特性を分析して適応ゲインgを得るものである。
The spectral
乗算回路105は、高域成分生成回路103から出力された高域信号su(n)に、スペクトル特性分析回路102から出力された適応ゲインgを乗算するものである。
The
加算回路104は、アップサンプリング回路101からのアップサンプリングされた音声信号(低域信号)sd(n)と、乗算回路105からのゲイン調整された高域信号su(n)×gとを加算し、広帯域音声信号so(n)を得て出力するものである。
The
図2は、第1の実施形態のスペクトル特性分析回路102における詳細構成を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a detailed configuration of the spectrum
第1の実施形態のスペクトル特性分析回路102は、低域バンドパスフィルタ回路201、高域バンドパスフィルタ回路202、パワー計算回路203、204、及び、第1の適応ゲイン計算回路205を備える。
The spectral
低域バンドパスフィルタ回路201は、例えば、入力音声信号s(n)の周波数帯域(例えば、0〜4kHz)のうち、下半分の周波数帯域(例えば、0〜2kHz)の成分を抽出するものであり、一方、高域バンドパスフィルタ回路202は、上半分の周波数帯域(例えば、2〜4kHz)を抽出するものでる。なお、低域バンドパスフィルタ回路201に代え、LPF(ローパスフィルタ)を適用しても良く、高域バンドパスフィルタ回路202に代え、HPF(ハイパスフィルタ)を適用しても良い。
The low-pass
パワー計算回路203は、低域バンドパスフィルタ回路201からの出力信号のパワーPlを計算するものであり、パワー計算回路204は、高域バンドパスフィルタ回路202からの出力信号のパワーPuを計算するものである。
The
第1の適応ゲイン計算回路205は、パワー計算回路203及び204から出力されたパワーPl及びPuから、適応ゲインgを計算するものである。第1の適応ゲイン計算回路205は、例えば、(1)式に従って、適応ゲインgを計算し、上述のように、乗算回路105に出力する。
The first adaptive
g=√(Pu/Pl) …(1)
ここで、(1)式は、入力音声信号s(n)の帯域内における低域と高域とのパワー関係が、入力音声信号s(n)の帯域と、それより高域の生成した高域信号間のパワー関係にも類推適用できるとして、適応ゲインgを算出させるものである。
g = √ (Pu / Pl) (1)
Here, the expression (1) indicates that the power relationship between the low frequency band and the high frequency band in the band of the input audio signal s (n) is the high frequency generated by the band of the input audio signal s (n) and the higher frequency band. The adaptive gain g is calculated on the assumption that the analog signal can be applied to the power relationship between the band signals.
第1の実施形態の音声信号帯域拡張装置100において、入力音声信号s(n)は、アップサンプリング回路101、スペクトル特性分析回路102及び高域成分生成回路103に与えられる。アップサンプリング回路101は、入力音声信号s(n)をアップサンプリングし、アップサンプリング後の音声信号sd(n)を加算回路104に与え、スペクトル特性分析回路102は、入力音声信号s(n)のスペクトル特性に応じて適応ゲインgを算出して乗算回路105に与え、高域成分生成回路103は、入力音声信号s(n)から高域信号su(n)を生成して乗算回路105に与えられる。これにより、乗算回路105において、生成された高域信号su(n)に適応ゲインgが乗算され、加算回路104において、その乗算出力su(n)×gとアップサンプリング後の音声信号sd(n)とが加算され、加算回路104から、入力音声信号s(n)の帯域を拡張した広帯域音声信号so(n)が出力される。
In the audio signal
第1の実施形態によれば、入力音声信号のスペクトル特性に合わせて、適応的に、生成された高域信号の加算比率を変化させて帯域を拡張した音声信号を生成するようにしたので、従来よりも高品質な帯域拡張音声信号を得ることができる。 According to the first embodiment, according to the spectral characteristics of the input voice signal, the voice signal having the band expanded by adaptively changing the addition ratio of the generated high frequency signal is generated. It is possible to obtain a band-extended audio signal with higher quality than before.
(B)第2の実施形態
次に、本発明による帯域拡張装置及び方法を、音声信号の帯域拡張に適用した第2の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。
(B) Second Embodiment Next, a second embodiment in which the band expansion apparatus and method according to the present invention are applied to the band expansion of an audio signal will be described in detail with reference to the drawings.
第2の実施形態の音声信号帯域拡張装置も、その全体構成は上述した図1で表すことができる。第2の実施形態の音声信号帯域拡張装置は、スペクトル特性分析回路102の詳細構成が第1の実施形態と異なっている。
The overall configuration of the audio signal band extending apparatus of the second embodiment can also be expressed in FIG. 1 described above. In the audio signal band extending apparatus of the second embodiment, the detailed configuration of the spectrum
図3は、第2の実施形態のスペクトル特性分析回路(以下、符号102Aを用いる)の詳細構成を示すブロック図である。図3において、第2の実施形態のスペクトル特性分析回路102Aは、LPC分析回路301、LPC−LSP変換回路302及び第2の適応ゲイン計算回路303を有する。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a detailed configuration of a spectrum characteristic analysis circuit (hereinafter,
LPC分析回路301は、入力音声信号s(n)を用いて、2次のLPC分析(線形予測分析)を実施し、LPC係数a1、a2を出力する。
The
LPC−LSP変換回路302は、LPC分析回路301から出力されたLPC係数a1、a2を、LSP(線スペクトル対)係数b1、b2に変換して出カするものである。
The LPC-
第2の適応ゲイン計算回路303は、LPC−LSP変換回路302から出力されたLSP係数b1、b2を利用して、後述するようにして適応ゲインgを計算するものである。第2の適応ゲイン計算回路303は、以下のようなLSP係数b1、b2の特質を利用して、適応ゲインgを計算する。
The second adaptive
LSP係数b1、b2は、周波数に対応したパラメータであり、図4に例示するように、入力音声信号s(n)に含まれる周波数のパワーが大きい部分の値(周波数)となっている。両LSP係数b1及びb2の差分は、図4に例示するように、パワーの集中度合いに対応しており、差分が小さいことはその近傍の周波数成分が他の部分よりも突出していることを表し(図4(C)参照)、差分が大きいことは他の部分との差が小さいことを表している(図4(D)参照)。すなわち、LSP係数b1、b2は、入力音声信号s(n)の帯域より高域でのパワーを推測し得るパラメータになっており、第2の適応ゲイン計算回路303は、LSP係数b1、b2を利用して適応ゲインgを計算する。
The LSP coefficients b1 and b2 are parameters corresponding to the frequency and, as illustrated in FIG. 4, are values (frequency) of a portion where the power of the frequency included in the input audio signal s (n) is large. The difference between both LSP coefficients b1 and b2 corresponds to the degree of power concentration, as illustrated in FIG. 4, and a small difference indicates that the frequency component in the vicinity of the LSP coefficient b1 and b2 protrudes from other parts. (See FIG. 4 (C)), a large difference indicates a small difference from other parts (see FIG. 4 (D)). That is, the LSP coefficients b1 and b2 are parameters that can be used to estimate power in a higher frequency range than the band of the input audio signal s (n), and the second adaptive
図5及び図6は、第2の適応ゲイン計算回路303による適応ゲインgの計算方法の説明図である。
5 and 6 are explanatory diagrams of a method for calculating the adaptive gain g by the second adaptive
第2の適応ゲイン計算回路303は、図5に示すように、入力音声信号s(n)の帯域を1/2(0.5)ずつに分割した領域AR1、AR2を設定する(なお、2等分ではなく、不均等に2分して2個の領域AR1、AR2を設定するようにしても良い)。そして、第2の適応ゲイン計算回路303は、2個のLSP係数b1、b2が2個の領域AR1、AR2にどのように属しているかを判別する。
As shown in FIG. 5, the second adaptive
(ケース1)
2個のLSP係数b1、b2が共に領域AR1に属している場合には(例えば、図4(A)、(C)参照)、後述する(2)式に従って、集中度合パラメータtを算出し、算出した集中度合パラメータtが所定値(ここでは3とする)より小さいか否かを判別する。算出した集中度合パラメータtが3より小さいときには、1/tを適応ゲインgとして出力し、集中度合パラメータtが3以上のときには、1/3を適応ゲインgとして出力する。
(Case 1)
When the two LSP coefficients b1 and b2 both belong to the area AR1 (see, for example, FIGS. 4A and 4C), the concentration degree parameter t is calculated according to the equation (2) described later, It is determined whether or not the calculated concentration degree parameter t is smaller than a predetermined value (here, 3). When the calculated concentration degree parameter t is smaller than 3, 1 / t is output as the adaptive gain g, and when the concentration degree parameter t is 3 or more, 1/3 is output as the adaptive gain g.
t=0.5/(|b2−b1|) …(2)
2個のLSP係数b1、b2が共に領域AR1に属していることは、入力音声信号s(n)の帯域より高域の部分は、入力音声信号s(n)の帯域の平均パワーよりパワーが弱いことを表しているとみなす。図4の例では、図4(A)及び(C)が該当する。また、集中度合パラメータtが大きいことは集中度合が高いことを表している。図4の例では、図4(C)の方が図4(A)より集中度合が大きい。2個のLSP係数b1、b2が共に領域AR1に属して集中度合が高い場合は、高域成分のパワーは、集中度合が低い場合より一段と小さいと推測される。そこで、集中度合パラメータtが大きい方の適応ゲインgを小さくすると共に、生成した高域信号su(t)が無意味とならないように下限値を設定するようにした。
t = 0.5 / (| b2-b1 |) (2)
The fact that the two LSP coefficients b1 and b2 both belong to the area AR1 is that the portion higher than the band of the input audio signal s (n) has a power higher than the average power of the band of the input audio signal s (n). It is considered to represent weakness. In the example of FIG. 4, FIGS. 4A and 4C correspond. A large concentration degree parameter t indicates that the concentration degree is high. In the example of FIG. 4, the degree of concentration is larger in FIG. 4C than in FIG. When the two LSP coefficients b1 and b2 both belong to the area AR1 and the degree of concentration is high, it is estimated that the power of the high frequency component is much smaller than when the degree of concentration is low. Therefore, the adaptive gain g having the larger concentration degree parameter t is reduced, and the lower limit value is set so that the generated high frequency signal su (t) does not become meaningless.
(ケース2)
LSP係数b1とLSP係数b2とで属する領域が異なる場合には、すなわち、LSP係数b1が領域AR1に属し、LSP係数b2が領域AR2に属している場合には、第2の適応ゲイン計算回路303は適応ゲインgを1に設定して出力する。
(Case 2)
When the LSP coefficient b1 and the LSP coefficient b2 belong to different areas, that is, when the LSP coefficient b1 belongs to the area AR1 and the LSP coefficient b2 belongs to the area AR2, the second adaptive
LSP係数b1とLSP係数b2とで属する領域が異なる場合は、入力音声信号s(n)は、図4(D)に例示するような概ねフラットのスペクトル特性を有するので、それより高域の高域信号su(t)も同様なゲインを有するものとみなし、適応ゲインgを1に設定して出力する。 When the LSP coefficient b1 and the LSP coefficient b2 belong to different areas, the input audio signal s (n) has a substantially flat spectral characteristic as illustrated in FIG. The band signal su (t) is regarded as having the same gain, and the adaptive gain g is set to 1 and output.
(ケース3)
2個のLSP係数b1、b2が共に領域AR2に属している場合には(例えば、図4(B)参照)、上述した(2)式に従って、集中度合パラメータtを算出し、算出した集中度合パラメータtが所定値(ここでは3とする)より小さいか否かを判別する。算出した集中度合パラメータtが3より小さいときには、tを適応ゲインgとして出力し、集中度合パラメータtが3以上のときには、3を適応ゲインgとして出力する。
(Case 3)
When the two LSP coefficients b1 and b2 belong to the area AR2 (see, for example, FIG. 4B), the concentration degree parameter t is calculated according to the above-described equation (2), and the calculated concentration degree is calculated. It is determined whether or not the parameter t is smaller than a predetermined value (here, 3). When the calculated concentration degree parameter t is smaller than 3, t is output as the adaptive gain g, and when the concentration degree parameter t is 3 or more, 3 is output as the adaptive gain g.
2個のLSP係数b1、b2が共に領域AR2に属していることは、入力音声信号s(n)の帯域より高域の部分は、入力音声信号s(n)の帯域の平均パワーよりパワーが強いことを表していると見なす。図4の例では、図4(B)が該当する。また、集中度合パラメータtが大きいことは集中度合が高いことを表している。2個のLSP係数b1、b2が共に領域AR2に属して集中度合が高い場合は、高域成分のパワーは、集中度合が低い場合より一段と大きいと推測される。そこで、集中度合パラメータtが大きい方の適応ゲインgを大きくすると共に、適応後の高域信号su(t)×gが過度に大きくならないように適応ゲインgに上限を設定するようにした。 The fact that the two LSP coefficients b1 and b2 both belong to the area AR2 is that the portion higher than the band of the input audio signal s (n) has a power higher than the average power of the band of the input audio signal s (n). Consider it strong. In the example of FIG. 4, FIG. 4 (B) corresponds. A large concentration degree parameter t indicates that the concentration degree is high. When the two LSP coefficients b1 and b2 both belong to the area AR2 and the degree of concentration is high, it is estimated that the power of the high frequency component is much higher than when the degree of concentration is low. Therefore, the adaptive gain g having a larger concentration degree parameter t is increased, and an upper limit is set for the adaptive gain g so that the high-frequency signal su (t) × g after adaptation does not become excessively large.
第2の実施形態によっても、入力音声信号のスペクトル特性に合わせて、適応的に、生成された高域信号の加算比率を変化させて帯域を拡張した音声信号を生成するようにしたので、従来よりも高品質な帯域拡張音声信号を得ることができる。 Also according to the second embodiment, the audio signal with the expanded band is generated by adaptively changing the addition ratio of the generated high frequency signal in accordance with the spectral characteristics of the input audio signal. It is possible to obtain a higher-bandwidth audio signal with higher quality.
ここで、第2の実施形態によれば、入力音声信号のスペクトル特性を、パワーの集中度をも含めて捉えて適応ゲインを制御するようにしたので、第1の実施形態以上に、生成した帯域拡張音声信号の高品質化が期待できる。 Here, according to the second embodiment, since the adaptive gain is controlled by capturing the spectral characteristics of the input audio signal including the power concentration level, it is generated more than the first embodiment. Higher quality of the band extension voice signal can be expected.
(C)他の実施形態
上記各実施形態においては、スペクトル特性分析回路102、102Aの全ての構成要素が、スペクトル特性分析回路102、102Aの専用の構成要素のように説明したが、他の回路における同様な機能を実現する構成要素を、スペクトル特性分析回路102、102Aの構成要素として流用するようにしても良い。
(C) Other Embodiments In the above embodiments, all the components of the spectrum
一般に、VoIPを用いたIP電話機などでは、音声信号を符号化して伝送し、受信側で復号して再生音声を得ている。ここで用いられる音声符号化方式は、その内部処理においてLPC係数、LSPパラメータを用いるものが多く、これらのLPC係数、LSPパラメータを第2の実施形態で流用するようにしても良い。この場合には、LPC分析回路301及び又はLPC−LSP変換回路302を不要とすることができる。
In general, in an IP telephone using VoIP, an audio signal is encoded and transmitted, and decoded on the receiving side to obtain reproduced audio. Many of the speech coding methods used here use LPC coefficients and LSP parameters in their internal processing, and these LPC coefficients and LSP parameters may be used in the second embodiment. In this case, the
また、第1の実施形態においては、入力音声信号の帯域を2分割してスペクトル特性(パワー比の平方根)を求めるものを示し、第2の実施形態においては、入力音声信号のスペクトル特性として2つのLSPパラメータを求めるものを示したが、適応ゲインの算出に供する値は2つに限定されず、3以上であっても良い。 In the first embodiment, the band of the input voice signal is divided into two to obtain the spectrum characteristic (the square root of the power ratio). In the second embodiment, the spectrum characteristic of the input voice signal is 2 Although one for obtaining one LSP parameter has been shown, the value used for calculating the adaptive gain is not limited to two, and may be three or more.
例えば、入力音声信号の帯域を3分割して各分割帯域のパワーを求め、3つのパワーの値から、生成される高域信号の帯域でのパワーを外挿し、適応ゲインを算出するようにしても良い。また例えば、2を超える数のLSPパラメータから、生成される高域信号の帯域での成分強度を外挿し、適応ゲインを算出するようにしても良い。 For example, the power of each divided band is obtained by dividing the band of the input audio signal into three, and the adaptive gain is calculated by extrapolating the power in the band of the generated high frequency signal from the three power values. Also good. Further, for example, the adaptive gain may be calculated by extrapolating the component intensity in the band of the generated high frequency signal from the number of LSP parameters exceeding 2.
上記第2の実施形態においては、LPC係数をLSPパラメータに変換した後、適応ゲインgを定めるものを示したが、複数のLPC係数の関係に基づいて、適応ゲインgを定めるようにしても良い。また、スペクトラム包絡を求める他の分析方法を利用するようにしても良い。 In the second embodiment, the adaptive gain g is determined after converting the LPC coefficient to the LSP parameter. However, the adaptive gain g may be determined based on the relationship between a plurality of LPC coefficients. . Further, other analysis methods for obtaining the spectrum envelope may be used.
上記各実施形態では、拡張対象の信号が音声信号である場合を示したが、他の種類の信号であっても良い。例えば、音響信号であっても良い。また、拡張帯域も高域に限定されず、低域側も拡張するようにしても良い。 In each of the above embodiments, the case where the signal to be expanded is an audio signal has been described, but other types of signals may be used. For example, an acoustic signal may be used. Further, the extension band is not limited to the high band, and the low band side may be extended.
また、上記各実施形態について、各構成要素がハードウェアに実現されているイメージで説明したが、全て又は一部の構成要素がソフトウェア的に処理を実行するものであって良いことは勿論である。 In addition, although the above embodiments have been described with an image in which each component is realized in hardware, it is needless to say that all or some of the components may execute processing in software. .
100…音声信号帯域拡張装置、101…アップサンプリング回路、102、102A…スペクトル特性分析回路、103…高域成分生成回路、104…加算回路、105…乗算回路、201…低域バンドパスフィルタ回路、202…高域バンドパスフィルタ回路、203、204…パワー計算回路、205…第1の適応ゲイン計算回路、301…LPC分析回路、302…LPC−LSP変換回路、303…第2の適応ゲイン計算回路。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
上記入力信号に基づいて、その帯域外の信号成分を生成する帯域外信号生成手段と、
上記入力信号のスペクトル特性に応じ、生成された上記帯域外信号成分の加算比率を決定する加算比率決定手段と、
生成された上記帯域外信号成分に対し、決定された加算比率を適用した後、上記入力信号に加算する合成手段と
を有することを特徴とする帯域拡張装置。 In a band extension device that extends an input signal whose frequency band is limited to include a signal component outside the band,
Out-of-band signal generating means for generating a signal component out of the band based on the input signal;
An addition ratio determining means for determining an addition ratio of the generated out-of-band signal component according to a spectral characteristic of the input signal;
A band extending apparatus comprising: a combining unit that applies the determined addition ratio to the generated out-of-band signal component and then adds it to the input signal.
上記入力信号の持つ周波数帯域を複数の帯域に分割する帯域分割回路と、
上記分割された各帯域の信号電力を求める信号電力算出回路と、
上記各帯域の信号電力の関係から上記加算比率を生成する第1の加算比率生成回路とを有する
ことを特徴とする請求項1に記載の帯域拡張装置。 The addition ratio determining means is
A band dividing circuit for dividing the frequency band of the input signal into a plurality of bands;
A signal power calculation circuit for obtaining the signal power of each of the divided bands;
The band extending apparatus according to claim 1, further comprising: a first addition ratio generation circuit that generates the addition ratio from the relationship between the signal powers of the bands.
上記入力信号を用いて線形予測係数を求めるLPC算出回路と、
上記求められた線形予測係数の特性に応じて加算比率を生成する第2の加算比率生成回路とを有する
ことを特徴とする請求項1に記載の帯域拡張装置。 The addition ratio determining means is
An LPC calculation circuit for obtaining a linear prediction coefficient using the input signal;
The band extending apparatus according to claim 1, further comprising: a second addition ratio generation circuit that generates an addition ratio according to the characteristic of the obtained linear prediction coefficient.
帯域外信号生成手段、加算比率決定手段及び合成手段を備え、
上記帯域外信号生成手段は、上記入力信号に基づいて、その帯域外の信号成分を生成し、
上記加算比率決定手段は、上記入力信号のスペクトル特性に応じ、生成された上記帯域外信号成分の加算比率を決定し、
上記合成手段は、生成された上記帯域外信号成分に対し、決定された加算比率を適用した後、上記入力信号に加算する
ことを特徴とする帯域拡張方法。 In a band extending method for extending an input signal having a limited frequency band to include a signal component outside the band,
An out-of-band signal generation means, an addition ratio determination means and a synthesis means;
The out-of-band signal generating means generates a signal component outside the band based on the input signal,
The addition ratio determining means determines the addition ratio of the generated out-of-band signal component according to the spectral characteristics of the input signal,
The synthesizing means applies the determined addition ratio to the generated out-of-band signal component and then adds it to the input signal.
The said addition ratio determination means diverts what is provided in the decoder which obtains the said input signal by a decoding process as a structure which calculates | requires a linear prediction coefficient using the said input signal. The described bandwidth extension method.
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