JP2012531142A - クリッピング制御方法および装置 - Google Patents

Abstract

クリッピング制御方法および装置を提供するものであり、この方法は、現在のフレーム信号内の最大絶対値ＦｒａｍｅＬｅｖに基づいてクリッピング要素を更新する段階と、クリッピング係数に従ってクリッピング回復フィルタを取得する段階と、クリッピング回復フィルタに従って現在のフレーム信号をフィルタリングする段階と、フィルタリング後のクリッピング回復信号を取得する段階と含む。クリッピング制御方法および装置は、クリッピング現象が発生したかどうかを自動的に検出してクリッピング回復を実行することができ、その結果、出力信号の主観的品質が向上する。

Description

本出願は、２００９年６月２５日に中国専利局に出願の、「クリッピング制御方法および装置」という名称の中国特許出願第２００９１０１０８５２８．Ｘ号の優先権を主張するものであり、この特許は、全体が引用により本明細書に組み入れられる。

本発明は、通信技術の分野に関するものであり、詳しくは、クリッピング制御方法および装置に関するものである。

実際的なデジタル信号処理システムにおいては、信号を出力する範囲は、常に制限されている。たとえば、１６ビットのデジタル信号の最大レベルの範囲は、［−３２７６８、３２７６７］である。出力信号が範囲を超えるとき、信号の振幅は制限され、すなわち、クリッピング処理が実行される。この非常に効果的で単純な処理方法が、多くのデジタル信号処理システムにおいて使用されている。クリッピング現象は、音声通信および一般的な音声処理において発生する。信号がクリップされたとき、大量の高周波高調波が生成され、その結果、信号の時間領域の連続性が損なわれる。信号不連続性は、聴覚体験に激しく影響を与え、主観的品質は、明らかに劣化する。

クリッピングにより引き起こされた主観的品質劣化を改善するために、現在、共通の処理方法には、一般的に３次スプライン予測およびＡＲ予測が含まれる。しかしながら、目下、これらの方法を使用することにより、クリッピング後の信号を自動的に検出することができず、自己適応性ゲイン調節をクリッピング後の信号に行うことができない。したがって、クリッピング後の信号の主観的品質を本質的に改善することは、かなり困難である。更に、３次スプライン予測およびＡＲ予測などのクリッピング回復方法については、信号範囲はシステムの中間処理中に入力終了または出力終了時に信号の範囲より大きくなる恐れがあることから、単一のクリッピング後の信号回復方法によって生成された回復後の信号の範囲は、入力または出力信号の範囲を上回る恐れがあり、それで、クリッピング後の信号は、依然として、システムが出力中のときに生成される恐れがある。

本発明の実施形態は、既存のクリッピング回復方法は自動的に省略された信号を検出することができない、および、出力信号の主観的品質は不良であるという問題を解決することが出来るクリッピング制御方法および装置を提供する。

クリッピング制御方法は、現在のフレーム信号内の最大絶対値ＦｒａｍｅＬｅｖに従ってクリッピング係数を更新し、クリッピング係数に従ってクリッピング回復フィルタを取得し、フィルタリング後のクリッピング回復信号を取得するためにクリッピング回復フィルタに従って現在のフレーム信号をフィルタリングすることを含む。

クリッピング制御装置は、現在のフレーム信号内の最大絶対値ＦｒａｍｅＬｅｖに従ってクリッピング係数を更新するように構成されたクリッピング係数更新部と、前記クリッピング係数に従ってクリッピング回復フィルタを取得するように構成されたクリッピング回復フィルタ取得部と、フィルタリング後のクリッピング回復信号を取得するために前記クリッピング回復フィルタに従って前記現在のフレーム信号をフィルタリングするように構成されたフィルタ部と含む。

本発明の実施形態においては、現在のフレーム信号内の最大絶対値ＦｒａｍｅＬｅｖを介してクリッピング係数を更新し、クリッピング回復フィルタを取得し、クリッピング現象が発生するかどうかは自動的に検出することができるようにフィルタリング後のクリッピング回復信号を取得するためにクリッピング回復フィルタに従って現在のフレーム信号をフィルタリングし、および、クリッピング回復を実行し、その結果、出力信号の主観的品質が向上する。

より明らかに、本発明の実施形態においてまたは従来技術において技術的なソリューションを説明するために、実施形態または従来技術を説明するために必要とされる添付図面を以下において手短に導入する。明らかに、以下の説明における添付図面は、本発明の一部の実施形態のみであり、当業者は、独創的な尽力なしに他の図面を添付図面から導出してもよい。

本発明の実施形態によるクリッピング制御方法を示す図である。 本発明の実施形態による別のクリッピング制御方法を示す図である。 本発明の実施形態によるクリッピング制御の信号概略図である。 本発明の実施形態による別のクリッピング制御方法を示す図である。 本発明の実施形態によるクリッピング制御装置を示す図である。 本発明の実施形態による別のクリッピング制御装置を示す図である。

本発明の実施形態内の技術的な解決法は、本発明の実施形態において、添付図面を参照して以下において明らかにおよび完全に説明する。明らかに、説明する実施形態は、本発明の実施形態の全てではなく部分であるにすぎない。本発明の実施形態に基づいて、独創的な尽力なしに当業者によって取得される全て他の実施形態は、本発明の保護範囲に該当するものとする。

図１に示すように、本発明の実施形態において提供するクリッピング制御方法は、以下を含む。

ステップ１０１：現在のフレーム信号内の最大絶対値ＦｒａｍｅＬｅｖに従ってクリッピング係数を更新するステップ。

ステップ１０２：クリッピング係数に従ってクリッピング回復フィルタを取得するステップ。

ステップ１０３：フィルタリング後のクリッピング回復信号を取得するためにクリッピング回復フィルタに従って現在のフレーム信号をフィルタリングするステップ

本発明のこの実施形態においては、現在のフレーム信号内の最大絶対値ＦｒａｍｅＬｅｖに従ってクリッピング係数を更新して、クリッピング回復フィルタを取得し、クリッピング現象が発生するかどうかは自動的に検出することができるようにフィルタリング後のクリッピング回復信号を取得するためにクリッピング回復フィルタに従って現在のフレーム信号をフィルタリングし、および、クリッピング回復を実行し、その結果、出力信号の主観的品質が向上する。主観的品質は、音声または音声信号の品質を説明するのに使用される。

図２は、本発明の実施形態による別のクリッピング制御方法を示す。入力音声／音声信号のサンプリング速度は、８０００であり、信号処理のフレーム長さは、２０ｍｓであり、すなわち、フレーム信号は、１６０のサンプリング地点を有し、信号処理システムは１６ビットであり、すなわち、システムの入力信号および出力信号の範囲は、［−３２７６８、３２７６７］であると仮定されている。システムによって処理したＫ番目フレーム入力信号がＳ_ｋ｛ｓ_ｋ（０）、ｓ_ｋ（１）、…（Ｓ_ｋ（１５９））として表されることが仮定されている。したがって、この方法は、以下を含む。

ステップ２０１：現在のフレーム信号内の最大絶対値ＦｒａｍｅＬｅｖの検索
ＦｒａｍｅＬｅｖ＝ａｂｓ（ｓ_ｋ（ｉ））、ｉ＝０、１、．．．、１５９、
ここで、ｓｋ（ｉ）は、入力信号の現在のフレーム信号である。

ステップ２０２：現在のフレーム信号内のＦｒａｍｅＬｅｖに従って現在の入力信号の状態を判断して、信号の異なる状態を入力して、相応にクリッピング係数Ｃを更新する。特定のプロセスは以下の通りである。

Ａ）ＦｒａｍｅＬｅｖ＞ＴＨＲ１の場合、入力信号がクリッピング状態にあると考えられる。このときに、クリッピング係数Ｃを迅速に増大させる、すなわち、Ｃ_ｋ＝Ｃ_ｋ−１＋β_１により迅速に増大させる。

Ｂ） ＴＨＲ１＞＝ＦｒａｍｅＬｅｖ＞ＴＨＲ２の場合、入力信号はクリッピング状態ではなくクリッピング状態に全く近い、ほぼクリッピング状態であると考えられる。このときに、クリッピング係数Ｃを緩慢に減少させる、すなわち、Ｃ_ｋ＝Ｃ_ｋ−１−β_２により減少させる。

Ｃ）ＴＨＲ２＞＝ＦｒａｍｅＬｅｖ＞ＴＨＲ３の場合、入力信号はクリッピング状態ではく信号の振幅は大きくないと考えられる。このときに、クリッピング係数Ｃを迅速に減少させる、すなわち、Ｃ_ｋ＝Ｃ_ｋ−１−β_３により迅速に減少させる。

Ｄ）ＴＨＲ３＞＝ＦｒａｍｅＬｅｖの場合、入力信号はクリッピング状態ではなく信号の振幅は全く小さいと考えられる。クリッピング係数Ｃは、不変に保たれる、すなわち、Ｃ_ｋ＝Ｃ_ｋ−１により不変に保たれる。

クリッピング係数の判断および更新のプロセスにおいては、現在のフレームのクリッピング係数Ｃ_ｋは、間隔［０、１］内で調節される、すなわち、

ここで、ＴＨＲ１、ＴＨＲ２およびＴＨＲ３は、それぞれ第１の閾値、第２の閾値および第３の閾値であり、信号、すなわち−２^ｘ＜ＴＨＲ３＜ＴＨＲ２＜ＴＨＲ１＜＝２^ｘの振幅間隔を表すのに使用され、ここで、ｘは、信号処理システムのビット数である。本発明のこの実施形態においては、１６ビットの信号処理システムを例としており、−３２７６８＜＝ＴＨＲ３＜ＴＨＲ２＜ＴＨＲ１＜＝３２７６７。β_１、β_２およびβ_３は、クリッピング係数Ｃの更新速度を表す。０＜＝β_３＜β_２＜β_１＜＝１およびＣ_ｋは現在のフレーム信号のクリッピング係数であり、Ｃ_ｋ−１は前のフレーム信号のクリッピング係数である。この実施形態においては、優先してＴＨＲ１＝３２７６６、ＴＨＲ２＝３２７６７＊０．９、ＴＨＲ３＝３２７６７＊０．１、および、β_１＝０．１、β_２＝＝０．００５，β_３＝０．０１、＜Ｃ_０＝０。

ステップ２０３：現在フレームのクリッピング係数に従って、クリッピング回復フィルタを更新する。クリッピング回復フィルタは全域通過フィルタであり、Ｎ次全域通過フィルタの状態関数は、

であり、
α_１＝α_１Ｃ_ｋ、α_２＝α_２Ｃ_ｋ．．．α_Ｎ＝α_Ｎ｜ａ_ｉ｜＜１である。この実施形態においては、クリッピング回復フィルタは、１次全域通過フィルタを採用し、状態関数は、

であり、ここで、フィルタパラメータη_ｋは、クリッピング係数によって判断され、すなわち、η_ｋ＝λＣ_ｋ、｜λ｜＜１。この実施形態においては、優先してλ＝０．５。明らかに、別の実施形態においては、λ＝−０．５も好適である。

ステップ２０４：フィルタリング後のクリッピング回復信号Ｓ’_ｋ｛ｓ’_ｋ（０）、ｓ_ｋ’（１）．．．ｓ_ｋ’（１５９）｝を取得するためにクリッピング回復フィルタを使用することにより、現在のフレーム信号Ｓ_ｋ｛ｓ_ｋ（０）、ｓ_ｋ（１）．．．ｓ_ｋ（１５９）｝をフィルタリングする。特定のプロセスは以下の通りである。

現在のフレーム信号がｚ領域内のＳ_ｋ（ｚ）として表されると仮定され、クリッピング回復信号は、ｚ領域内のＳ´_ｋ（ｚ）として表される。

したがって、ｚ領域内のフィルタリングプロセスは、以下として表してもよい：

したがって、時間領域においては以下と表してもよい。
ｓ’_ｋ（ｉ）−η_ｋｓ’_ｋ（ｉ−１）＝−η_ｋｓ_ｋ（ｉ）＋ｓ_ｋ（ｉ−１）
ｓ’_ｋ（ｉ）＝−η_ｋｓ_ｋ（ｉ）＋ｓ_ｋ（ｉ−１）＋η_ｋｓ’_ｋ（ｉ−１）

ｙ_ｋ＝ｓ_ｋ（ｉ）＋η_ｋ×ｓ_ｋ’（ｉ）をフィルタリングプロセス内の中間変数としてする。

したがって、時間領域内のフィルタリングプロセスは、以下と表してもよい。
ｓ_ｋ’（ｉ）＝−η_ｋ×ｓ_ｋ（ｉ）＋ｙ_ｋ−１
ｙ_ｋ＝ｓ_ｋ（ｉ）＋η_ｋ×ｓ_ｋ’（ｉ）

ステップ２０５：システムの中間処理中に、信号の範囲は、［−３２７６８、３２７６７］の範囲を上回る恐れがあることから、信号が全く大きい振幅を有するとき、クリッピングは、システムの最終出力中にまだ実行され、それで、取得された最終出力信号は、まだクリッピング後の信号を有し、主観的品質は、高くない。したがって、クリッピング回復が信号に行われた後に、更に、本発明の実施形態においては、信号を通常システムの出力終了時に出力することができるように自動利得調整をクリッピング回復信号に行ってもよい。自動利得調整の特定のプロセスは、以下の通りである。

１）自動利得調整係数を算出する。

自動利得調整係数は、現在のフレームのクリッピング係数によって判断されている、
すなわち、

αは利得更新係数であり、クリッピング係数によっても特定されている。具体的には、Ｃ_ｋは信号の振幅の傾向を表す。Ｃ_ｋが急速に増加する期間であり、かつ、Ｃ_ｋ＜ＴＨＲ４の場合、α＝０．５とし、これは、予想利得への迅速な遷移を表す。Ｃ_ｋが急速に増加する期間であり、ＴＨＲ４＜＝Ｃ_ｋの場合、α＝０．５＋０．４９＊（Ｃ_ｋ−０．７５）＊４とし、これは、迅速な遷移からの予想利得への遅い遷移を表す。前の２つの場合に加えて、α＝０．９９は、予想利得への遅い遷移を表す。ＴＨＲ４は、クリッピング係数Ｃ_ｋのクリッピング状態間隔を表し、ここで、この実施形態において、ＴＨＲ４＝０．７５。

２）自動利得調整係数に従ってクリッピング回復信号に利得調節を行う。特定のプロセスは以下の通りである。

現在のフレーム信号の利得制御曲線Ｇ｛ｇ（０）、ｇ（１）、．．．ｇ（１５９）｝を取得するために前のフレーム信号の自動利得調整係数ｇ_ｋ―１および前記現在のフレーム信号の自動利得調整係数ｇ_ｋを補間する。補間プロセスは、線形補間でもよい。すなわち、

、
により行い、ここで、Ｎは、フレーム信号内のサンプリング地点の数（この実施形態においてはＮ＝１６０）である。また、補間は、余弦窓または他の方法を介して行ってもよい。

利得調節後に最終出力信号Ｓ’’ｋ｛ｓ’’（０）、ｓ’’（１）、．．．、ｓ’’（１５９）｝を取得するためにクリッピング回復信号に利得調節を行う。調整プロセスは、ｓ’’（ｉ）＝ｓ’（ｉ）×ｇ（ｉ）である。

ステップ２０５は随意的であり、これは、クリッピング回復を基本として行われる更なる最適化処理であり、より良好な主観的品質を有する回復する信号を取得するようにクリッピング現象が最終出力信号から排除されることを更に確保することができることに注意されたい。

本発明のこの実施形態において提供するクリッピング回復方法で、クリッピング後の信号は、自己適応的に検出されてもよく、回復は、自己適応的にクリッピング後の信号に行われる。更に、本発明のこの実施形態においては、自動利得調整は、より良好な主観的品質を有する回復する信号を取得するようにクリッピング現象が最終出力信号から排除されることを確保するために信号に行ってもよい。

図３は、実際的な信号処理中の信号の概略図である。図３では、第１のクリッピング後の信号は、システムの入力信号であり、そこで、明らかなクリッピング現象が観察される場合がある。第２のクリッピング係数信号は、システム処理内のクリッピング係数Ｃ_ｋである。第３の利得信号は、システム処理内の自動利得調整係数ｇ_ｋである。第４の回復する信号は、システムによって処理された後の最終出力信号である。期間１（第１の期間）においては、入力信号は、クリッピング後の信号なしの通常の振幅範囲内にあり、また、この期間中に、クリッピング係数Ｃ_ｋは、０のままであり、利得係数ｇ_ｋは、１のままであり、すなわち、信号のサンプリング地点遅延に加えて、他のいかなる変化も発生しないことが図３からわかる。期間２（第２の期間）において、信号の振幅がより大きくなってクリッピング後の信号が発生したとき、クリッピング後の信号の回復を認識するためにクリッピング係数Ｃ_ｋを迅速に増大させる。同時に、クリッピング後の信号が最終出力信号において発生しないことを確保するように信号のエネルギーを減衰するために利得係数ｇ_ｋを迅速に減少させる。入力信号の振幅がより小さくなって入力信号がクリッピング状態から通常の状態に入ったときに、信号に微調整を行うためにクリッピング係数Ｃ_ｋを迅速に減少させ、利得係数ｇ_ｋを緩慢に減少させる。期間３（第３の期間）において、連続的なクリッピング後の信号が発生したとき、入力信号の異なる振幅に従って異なる速度にてクリッピング係数Ｃ_ｋを更新し、また、システムの最終出力信号が全く良好な主観的品質を有することを確保するように、ゲイン係数ｇ_ｋもしたがって調節するということがわかる。

図４は、本発明の実施形態による別のクリッピング制御方法を示す。特定の用途シナリオは、前出の実施形態同じである。この方法は、以下を含む。

ステップ４０１〜４０３は、ステップ２０１〜２０３と同じである。

ステップ４０４：現在のフレームのクリッピング係数によって自動利得調整係数を判断する、すなわち、

ここで、αは利得更新係数で、クリッピング係数によっても特定されている。具体的には、Ｃ_ｋは信号の振幅の傾向を表す。Ｃ_ｋが急速に増加する期間であり、かつ、Ｃ_ｋ＜ＴＨＲ４の場合、α＝０．５とし、これは、予想利得への迅速な遷移を表す。Ｃ_ｋが急速に増加する期間であり、ＴＨＲ４＜＝Ｃ_ｋの場合、α＝０．５＋０．４９＊（Ｃ_ｋ−０．７５）＊４とし、これは、迅速な遷移からの予想利得への遅い遷移を表す。前の２つの場合に加えて、α＝０．９９は、予想利得への遅い遷移を表す。
ＴＨＲ４は、クリッピング係数Ｃ_ｋのクリッピング状態間隔を表し、また、この実施形態において、ＴＨＲ４＝０．７５。

ステップ４０５：クリッピング回復フィルタを使用することにより、入力信号の現在のフレーム信号Ｓ_ｋ｛ｓ_ｋ（０）、ｓ_ｋ（１）、．．．、ｓ_ｋ（１５９）｝にクリッピング回復を行い、同時に、調節された最終出力信号Ｓ’’_ｋ｛ｓ’’（０）、ｓ’’（１）、．．．、ｓ’’（１５９）｝を取得するためにエネルギー利得調節を行う。
詳細なプロセスは以下の通りである。

前の実施形態においては、フィルタリング後のクリッピング回復信号Ｓ’_ｋ｛ｓ’_ｋ（０）、ｓ_ｋ’（１）、．．．、ｓ_ｋ’（１５９）｝は、クリッピング回復フィルタを介して、入力信号Ｓ_ｋ｛ｓ_ｋ（０）、ｓ_ｋ（１）、．．．、ｓ_ｋ（１５９）｝から取得され、自動利得調整は、Ｓ’’ｋ｛ｓ’’（０）、ｓ’’（１）、．．．、ｓ’’（１５９）｝を取得するために、クリッピング回復信号に更に行われる。特定の実行例は、２つの単一のサイクルを介して実現してもよく、すなわち、クリッピング回復信号の１６０個の値を取得した後に、Ｓ’’_ｋ｛ｓ’’（０）、ｓ’’（１）、．．．、ｓ’’（１５９）｝の１６０個の値を取得するために自動利得調整を更に行う。前の実施形態とこの実施形態間の差異は、エネルギー調節およびクリッピング回復を、同じ段階で行うという点である。特定の実行例は、複合サイクルを介して実現してもよく、すなわち、ｓ_ｋ’（ｉ）を取得した後に、ｓ’’（ｉ）を取得するために自動利得調整を直に行う。

本発明のこの実施形態において提供するクリッピング回復方法で、クリッピング後の信号は、自己適応的に検出されてもよく、回復および自動利得調整は、より良好な主観的品質を有する回復する信号を取得するようにクリッピング現象が最終出力信号から排除されることを確保するためにクリッピング後の信号に自己適応的に行ってもよい。

本発明のこの実施形態において提供するクリッピング制御方法に対応して、本発明の実施形態は、クリッピング制御装置を更に提供する。前出の方法の実施形態における諸ステップは、装置の実施形態に対応して適用してもよい。図５は、本発明の実施形態によるクリッピング制御装置を示す。この装置は、現在のフレーム信号内の最大絶対値ＦｒａｍｅＬｅｖに従ってクリッピング係数を更新するように構成されたクリッピング係数更新部５０１と、クリッピング係数に従ってクリッピング回復フィルタを取得するように構成されたクリッピング回復フィルタ取得部５０２と、フィルタリング後のクリッピング回復信号を取得するために前記クリッピング回復フィルタに従って現在のフレーム信号をフィルタリングするように構成されたフィルタ部５０３とを含む。

図６は、本発明の実施形態による別のクリッピング制御装置を示し、具体的に図５の更なる詳細を示す。この装置は、クリッピング係数に従って自動利得調整係数を算出するように構成された自動利得調整係数算出部６０１と、出力信号を取得するために自動利得調整係数に従って前記クリッピング回復信号に利得調節を行うように構成された利得調節部６０２と、間隔［０、１］内でクリッピング係数更新部５０１により出力された現在のフレーム信号のクリッピング係数を調節するように構成された調節部６０３とを更に含む。

更に、ＦｒａｍｅＬｅｖ＞ＴＨＲ１の場合、クリッピング係数更新部５０１は、具体的には、クリッピング係数Ｃを迅速に増大せる、すなわち、Ｃ_ｋ＝Ｃ_ｋ−１＋β_１により迅速に増大せるように構成されるか、または、ＴＨＲ１＞＝ＦｒａｍｅＬｅｖ＞ＴＨＲ２で、クリッピング係数更新部５０１は、具体的には、前記クリッピング係数Ｃを緩慢に減少させる、すなわち、Ｃ_ｋ＝Ｃ_ｋ−１−β_２により緩慢に減少させるように構成されるか、または、ＴＨＲ２＞＝ＦｒａｍｅＬｅｖ＞ＴＨＲ３で、クリッピング係数更新部５０１は、具体的には、前記クリッピング係数Ｃを迅速に減少させる、すなわち、Ｃ_ｋ＝Ｃ_ｋ−１−β_３により迅速に減少させるように構成されるか、または、ＴＨＲ３＞＝ＦｒａｍｅＬｅｖで、クリッピング係数更新部５０１は、具体的には、前記クリッピング係数Ｃを不変に保つ、すなわち、Ｃ_ｋ＝Ｃ_ｋ−１により不変に保つように構成される。

ＴＨＲ１、ＴＨＲ２およびＴＨＲ３は、信号の振幅間隔を表すのに使用され、ここで、
−２^ｘ＜＝ＴＨＲ３＜ＴＨＲ２＜ＴＨＲ１＜＝２^ｘで、ｘは、信号処理システムの前記ビット数であり、β_１、β_２、β_３は、クリッピング係数Ｃの更新速度を表すために使用され、０＜＝β_３＜β_２＜β_１＜＝１。Ｃ_ｋは、現在のフレーム信号のクリッピング係数であり、Ｃ_ｋ−１は、前のフレーム信号のクリッピング係数である。

クリッピング回復フィルタが１次全域通過フィルタであるとき、クリッピング回復フィルタ取得部５０２は、具体的には、１次全域通過フィルタの状態関数を取得するように構成されている。すなわち、

であり、ここで、η_ｋはフィルタパラメータであり、η_ｋ＝λＣ_ｋ、｜λ｜＜１およびＣ_ｋは、前記現在のフレーム信号のクリッピング係数である。

フィルタ部５０３は、具体的には、フィルタリング後のクリッピング回復信号を取得するために以下の方程式に従って現在のフレーム信号をフィルタリングするように構成される。すなわち、
ｓ_ｋ’（ｉ）＝−η_ｋ×ｓ_ｋ（ｉ）＋ｙ_ｋ−１
ｙ_ｋ＝ｓ_ｋ（ｉ）＋η_ｋ×ｓ_ｋ’（ｉ）
である。

自動利得調整係数算出部６０１は、以下の方程式に従って自動利得調整係数を算出するように構成される。すなわち、

であり、ここで、ｇ_ｋは、前記現在のフレーム信号の自動利得調整係数であり、ｇ_ｋ−１は前のフレーム信号の自動利得調整係数であり、Ｃ_ｋは前記現在のフレーム信号の前記クリッピング係数であり、αは、利得更新係数である

利得調節部６０２は、具体的には、前のフレーム信号の自動利得調整係数ｇ_ｋ―１および現在のフレーム信号の自動利得調整係数ｇ_ｋに従って補間を介して利得制御曲線Ｇ｛ｇ（ｉ）｝を取得して、かつ、出力信号を取得するためにクリッピング回復信号に利得調節を行うように構成され、すなわち、ｓ’’（ｉ）＝ｓ’（ｉ）×ｇ（ｉ）である。

利得調節部６０２は、具体的には、前のフレーム信号の自動利得調整係数ｇ_ｋ―１および現在のフレーム信号の自動利得調整係数ｇ_ｋに従って線形補間を介して利得制御曲線Ｇ｛ｇ（ｉ）｝を取得するように構成される。すなわち、

であり、ここで、Ｎは、フレーム信号内のサンプリング地点の数である。

本発明のこの実施形態において提供するクリッピング制御装置で、クリッピング後の信号は、回復が自己適応的にクリッピング後の信号に行われるように現在のフレーム信号の最大絶対値を介して自己適応的に検出されてもよい。更に、本発明のこの実施形態においては、自動利得調整は、より良好な主観的品質を有する回復する信号を取得するようにクリッピング現象が最終出力信号から排除されることを確保するために信号に行ってもよい。

実行例の種々の方法の前出の説明を介して、当業者は、明らかに本発明がソフトウェア＋必要なハードウェアプラットフォームを介して達成してもよく、かつ、明らかに、ハードウェアを介して全て達成していてもよいと理解するであろう。しかしながら、ほとんどの場合、前者は例示的な実行例の方法である。この了解事項に基づいて、背景技術に寄与する本発明の技術的なソリューションの全てまたは一部は、ソフトウェア製品の形で実施してもよい。コンピュータソフトウェア製品は、ＲＯＭ／ＲＡＭ、磁気ディスクまたは光ディスクなどの記憶媒体内に格納してもよく、かつ、本発明の実施形態の各実施形態においてまたは何らかの部分において説明される方法を実行するためにコンピュータ設備（パーソナルコンピュータ、サーバまたはネットワーク設備である場合がある）を指示するために使用されるいくつかの命令を含む。

本発明を実施形態を介して説明したが、当業者は、様々な変形および変更が本発明の精神から逸脱することなく本発明に行われることを承知している。本発明の出願文書内の特許請求項の範囲は、これらの変形および変更を含むものとする。

本発明を実施形態を介して説明したが、当業者は、様々な変形および変更が本発明から逸脱することなく本発明に行われることを承知している。本発明の出願文書内の特許請求項の範囲は、これらの変形および変更を含むものとする。

Claims (19)

1. クリッピング制御方法であって、
   現在のフレーム信号内の最大絶対値ＦｒａｍｅＬｅｖに従ってクリッピング係数を更新し、
   前記クリッピング係数に従ってクリッピング回復フィルタを取得し、
   フィルタリング後のクリッピング回復信号を取得するために前記クリッピング回復フィルタに従って前記現在のフレーム信号をフィルタリングする、
   ことを含む方法。
2. 前記方法が、
   前記クリッピング係数に従って自動利得調整係数を算出し、
   出力信号を取得するために前記自動利得調整係数に従って前記クリッピング回復信号に利得調節を行う、
   ことを更に含むことを特徴とする請求項１に記載のクリッピング制御方法。
3. 前記現在のフレーム信号内の最大絶対値ＦｒａｍｅＬｅｖに従ってクリッピング係数を更新することは、
   ＦｒａｍｅＬｅｖ＞ＴＨＲ１で、クリッピング係数Ｃを、Ｃ_ｋ＝Ｃ_ｋ−１＋β_１、により迅速に増大させるか、または
   ＴＨＲ１＞＝ＦｒａｍｅＬｅｖ＞ＴＨＲ２で、前記クリッピング係数Ｃを、Ｃ_ｋ＝Ｃ_ｋ−１−β_２、により緩慢に減少させるか、または
   ＴＨＲ２＞ＦｒａｍｅＬｅｖ＞ＴＨＲ３で、前記クリッピング係数Ｃを、Ｃ_ｋ＝Ｃ_ｋ−１−β_３、により迅速に減少させるか、または
   ＴＨＲ３＞ＦｒａｍｅＬｅｖで、前記クリッピング係数Ｃを、Ｃ_ｋ＝Ｃ_ｋ−１
   により不変に保つ、
   ことを含み、
   ＴＨＲ１、ＴＨＲ２およびＴＨＲ３は、信号の振幅間隔を表すのに使用され、−２^ｘ＜＝ＴＨＲ３＜ＴＨＲ２＜ＴＨＲ１＜＝２^ｘで、ｘは、信号処理システムの前記ビット数であり、β_１、β_２、およびβ_３は、クリッピング係数Ｃの更新速度を表すために使用され、０＜＝β_３＜β_２＜β_１＜＝１、Ｃ_ｋは、前記現在のフレーム信号の前記クリッピング係数であり、Ｃ_ｋ−１は、前のフレーム信号のクリッピング係数であることを特徴とする請求項１に記載のクリッピング制御方法。
4. 前記更新を行った後、前記現在のフレーム信号内の前記最大絶対値ＦｒａｍｅＬｅｖに従った前記クリッピング係数は、間隔［０、１］内の前記現在のフレーム信号のクリッピング係数を更に含むことを特徴とする請求項３に記載のクリッピング制御方法。
5. 前記クリッピング回復フィルタが１次全域通過フィルタであるとき、前記クリッピング回復フィルタの状態関数は、
   

   

   
   であり、η_ｋはフィルタパラメータであり、η_ｋ＝λＣ_ｋ、｜λ｜＜１およびＣ_ｋは、前記現在のフレーム信号のクリッピング係数であることを特徴とする請求項１に記載のクリッピング制御方法。
6. 前記フィルタリング後のクリッピング回復信号を取得するために前記クリッピング回復フィルタに従って前記現在のフレーム信号をフィルタリングすることは、
   ｓ_ｋ’（ｉ）＝−η_ｋ×ｓ_ｋ（ｉ）＋ｙ_ｋ−１
   ｙ_ｋ＝ｓ_ｋ（ｉ）＋η_ｋ×ｓ_ｋ’（ｉ）
   により前記フィルタリングすることを含み、ｓ_ｋ（ｉ）は入力信号の現在のフレーム信号であり、ｓ_ｋ’（ｉ）は前記現在のフレーム信号をフィルタリングすることによって取得されるフィルタリング後の回復信号であり、ｙ_ｋはフィルタリングプロセス内の中間変数であることを特徴とする請求項５に記載のクリッピング制御方法。
7. 前記クリッピング係数に従って自動利得調整係数を算出することは、具体的には、
   

   

   
   により前記算出し、ｇ_ｋは、前記現在のフレーム信号の自動利得調整係数であり、ｇ_ｋ−１は前のフレーム信号の自動利得調整係数であり、Ｃ_ｋは前記現在のフレーム信号の前記クリッピング係数であり、αは、利得更新係数であることを特徴とする請求項２に記載のクリッピング制御方法。
8. 前記出力信号を取得するために前記自動利得調整係数に従って前記クリッピング回復信号に利得調節を行うことは、
   前のフレーム信号の自動利得調整係数ｇ_ｋ−１および前記現在のフレーム信号の自動利得調整係数ｇ_ｋに従って、利得制御曲線Ｇ｛ｇ（ｉ）｝を取得するために補間することと、
   前記出力信号を取得するために前記クリッピング回復信号に、ｓ’’（ｉ）＝ｓ’（ｉ）×ｇ（ｉ）、により利得調節を行うこととを含み、
   ｓ’（ｉ）は前記現在のフレーム信号をフィルタリングすることによって取得されるフィルタリング後の回復信号であり、ｓ’’（ｉ）は、利得調節後の出力信号であることを特徴とする請求項２に記載のクリッピング制御方法。
9. 前記前のフレーム信号の前記自動利得調整係数ｇ_ｋ−１および前記現在のフレーム信号の前記自動利得調整係数ｇ_ｋに従って前記利得制御曲線Ｇ｛ｇ（ｉ）｝を取得するために補間することは、
   前記前のフレーム信号の前記自動利得調整係数ｇ_ｋ−１および前記現在のフレーム信号の前記自動利得調整係数ｇ_ｋに従って線形補間を用いることにより前記利得制御曲線Ｇ｛ｇ（ｉ）｝を取得することを含むことを特徴とする請求項８に記載のクリッピング制御方法。
10. 前記前のフレーム信号の前記自動利得調整係数ｇ_ｋ−１および前記現在のフレーム信号の前記自動利得調整係数ｇ_ｋに従って線形補間を用いることにより前記利得制御曲線Ｇ｛ｇ（ｉ）｝を取得することは、具体的には
    

    

    
    により前記取得し、Ｎは、フレーム信号内のサンプリング地点の数であることを特徴とする請求項９に記載のクリッピング制御方法。
11. クリッピング制御装置であって、
    現在のフレーム信号内の最大絶対値ＦｒａｍｅＬｅｖに従ってクリッピング係数を更新するように構成されたクリッピング係数更新部と、
    前記クリッピング係数に従ってクリッピング回復フィルタを取得するように構成されたクリッピング回復フィルタ取得部と、
    フィルタリング後のクリッピング回復信号を取得するために前記クリッピング回復フィルタに従って前記現在のフレーム信号をフィルタリングするように構成されたフィルタ部と
    を備えることを特徴とする装置。
12. 前記クリッピング係数に従って自動利得調整係数を算出するように構成された自動利得調整係数算出部と、
    出力信号を取得するために前記自動利得調整係数に従って前記クリッピング回復信号に利得調節を行うように構成された利得調節部と
    を更に備えることを特徴とする請求項１１に記載のクリッピング制御装置。
13. ＦｒａｍｅＬｅｖ＞ＴＨＲ１で、前記クリッピング係数更新部は、具体的には、クリッピング係数Ｃを迅速に増大させる、すなわち、Ｃ_ｋ＝Ｃ_ｋ−１＋β_１、により迅速に増大させるように構成されるか、または
    ＴＨＲ１＞＝ＦｒａｍｅＬｅｖ＞ＴＨＲ２で、前記クリッピング係数更新部は、具体的には、前記クリッピング係数Ｃを緩慢に減少させる、すなわち、Ｃ_ｋ＝Ｃ_ｋ−１−β_２、により緩慢に減少させるように構成されるか、または
    ＴＨＲ２＞＝ＦｒａｍｅＬｅｖ＞ＴＨＲ３で、前記クリッピング係数更新部は、具体的には、前記クリッピング係数Ｃを迅速に減少させる、すなわち、Ｃ_ｋ＝Ｃ_ｋ−１−β_３、により迅速に減少させるように構成されるか、または
    ＴＨＲ３＞＝ＦｒａｍｅＬｅｖで、前記クリッピング係数更新部は、具体的には、前記クリッピング係数Ｃを不変に保つ、すなわち、Ｃ_ｋ＝Ｃ_ｋ−１、により不変に保つように構成されており、
    ＴＨＲ１、ＴＨＲ２およびＴＨＲ３は、信号の振幅間隔を表すことに使用され、−２^ｘ＜＝ＴＨＲ３＜ＴＨＲ２＜ＴＨＲ１＜＝２^ｘで、ｘは、信号処理システムの前記ビット数であり、β_１、β_２、およびβ_３は、クリッピング係数Ｃの更新速度を表すために使用され、０＜＝β_３＜β_２＜β_１＜＝１、Ｃ_ｋは、前記現在のフレーム信号の前記クリッピング係数であり、Ｃ_ｋ−１は、前のフレーム信号のクリッピング係数であることを特徴とする請求項１１に記載のクリッピング制御装置。
14. 間隔［０、１］内で前記クリッピング係数更新部によって前記現在のフレーム信号出力の前記クリッピング係数を調節するように構成された調節部を更に備えることを特徴とする請求項１３に記載のクリッピング制御装置。
15. 前記クリッピング回復フィルタが１次全域通過フィルタであるとき、前記クリッピング回復フィルタ取得部は、具体的には、前記１次全域通過フィルタの状態関数を取得するように構成されており、すなわち、
    

    

    
    により前記取得するように構成され、η_ｋはフィルタパラメータであり、η_ｋ＝λＣ_ｋ、｜λ｜＜１およびＣ_ｋは、前記現在のフレーム信号のクリッピング係数であることを特徴とする請求項１１に記載のクリッピング制御装置。
16. 前記フィルタ部は、具体的には、前記フィルタリング後のクリッピング回復信号を取得するために以下の方程式に従って前記現在のフレーム信号をフィルタリングするように構成されており、
    ｓ_ｋ’（ｉ）＝−η_ｋ×ｓ_ｋ（ｉ）＋ｙ_ｋ−１
    ｙ_ｋ＝ｓ_ｋ（ｉ）＋η_ｋ×Ｓ_ｋ’（ｉ）
    により前記フィルタリングするように構成され、ｓ_ｋ（ｉ）は入力信号の現在のフレーム信号であり、ｓ_ｋ’（ｉ）は前記現在のフレーム信号をフィルタリングすることによって取得されるフィルタリング後の回復信号であり、およびｙ_ｋはフィルタリングプロセス内の中間変数であることを特徴とする請求項１５に記載のクリッピング制御装置。
17. 前記自動利得調整係数算出部は、以下の方程式に従って前記自動利得調整係数を算出し、
    

    

    
    により前記算出し、ｇ_ｋは、前記現在のフレーム信号の前記自動利得調整係数であり、ｇ_ｋ−１は前のフレーム信号の自動利得調整係数であり、Ｃ_ｋは前記現在のフレーム信号の前記クリッピング係数であり、およびαは、利得更新係数であることを特徴とする請求項１２に記載のクリッピング制御装置。
18. 前記前のフレーム信号の前記自動利得調整係数ｇ_ｋ−１および前記現在のフレーム信号の前記自動利得調整係数ｇ_ｋに従って、利得制御曲線Ｇ｛ｇ（ｉ）｝を取得するために補間して、前記出力信号を取得するために前記クリッピング回復信号に利得調節を行う、すなわち、ｓ’’（ｉ）＝ｓ’（ｉ）×ｇ（ｉ）により利得調節を行うように構成されており、
    ｓ_ｋ’（ｉ）は前記現在のフレーム信号をフィルタリングすることによって取得されるフィルタリング後の回復信号であり、ｓ’’（ｉ）は、利得調節後の出力信号であることを特徴とする請求項１７に記載のクリッピング制御装置。
19. 前記利得調節装置は、具体的には、前記前のフレーム信号の前記自動利得調整係数ｇ_ｋ−１および前記現在のフレーム信号の前記自動利得調整係数ｇ_ｋに従って線形補間を用いることにより前記利得制御曲線Ｇ｛ｇ（ｉ）｝を取得するように構成されることを特徴とする請求項１８に記載のクリッピング制御装置。

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