JP2019113866A - Acoustic device, missing band estimation device, signal processing method, and frequency band estimation device - Google Patents

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Abstract

To output high-quality sound whose high-frequency band has been interpolated with a simple structure.SOLUTION: In high-frequency interpolation, a harmonic generation unit first generates a harmonic signal of an input compressed sound signal CAD. Concurrently with generation of this harmonic signal, an HPF unit 121having a cutoff frequency Fextracts a high-frequency component of the compressed sound signal CAD. In addition, an HPF unit 121having a cutoff frequency F(>F) extracts a high-frequency component of the compressed sound signal CAD. An estimation unit 124 estimates a missing band of the compressed sound signal CAD on the basis of the ratio between the signal level of a difference signal SBD obtained by subtracting an output signal HPDof the HPF unit 121from an output signal HPDof the HPF unit 121and the signal level of the signal HPD. Then, on the basis of the estimated missing band, the estimation unit 124 controls a cutoff frequency of a variable HPF unit 130 that extracts a signal component for high-frequency interpolation from the harmonic signal.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、音響装置、欠落帯域推定装置、信号処理方法及び信号処理プログラム、並びに、当該信号処理プログラムが記録された記録媒体、及び、周波数帯域推定装置に関する。   The present invention relates to an acoustic device, a missing band estimation device, a signal processing method and a signal processing program, a recording medium on which the signal processing program is recorded, and a frequency band estimation device.

近年、デジタル形式で記録された音響コンテンツを再生する音響装置が広く普及している。こうした音響コンテンツのデータは、多くの場合に、ファイルサイズを縮小するために、MP3(MPEG(Moving Picture Expert Group) Audio Layer-3)等の方式によってデジタル圧縮処理が施されている。かかるデジタル圧縮処理が行われて生成された圧縮音声データを解凍して得られる圧縮音声信号は、圧縮処理前の音声データを得る際に採用されたサンプリング周波数(FS)によって制限される帯域よりも更に高音帯域が制限された音声信号となっている。そして、圧縮処理により制限される高音帯域は、同一方式による圧縮処理であれば、ビットレートが低くなるほど(すなわち、圧縮率が高くなるほど)広くなる。 BACKGROUND In recent years, audio devices that reproduce audio content recorded in digital format have become widespread. Such audio content data is often subjected to digital compression processing by a method such as MP3 (Moving Picture Expert Group) Audio Layer-3, in order to reduce the file size. The compressed audio signal obtained by decompressing the compressed audio data generated by performing such digital compression processing has a band limited by the sampling frequency (F S ) adopted when obtaining the audio data before compression processing. Furthermore, the treble band is a limited audio signal. Then, the high-tone band limited by the compression processing becomes wider as the bit rate becomes lower (that is, as the compression rate becomes higher) in the case of compression processing by the same method.

このため、ビットレートに応じた、すなわち、圧縮率の応じた圧縮処理に起因して信号成分が欠落することになった高音帯域を補間する技術が提案されている(特許文献1参照:以下、「従来例」という)。この従来例の技術では、判別手段が、圧縮音声データを解凍して得られる圧縮音声信号とは分離されているビットレート等の情報を読み取る。引き続き、当該判別手段が、読み取られたビットレート等に基づいて、高調波発生手段が発生した高調波信号を通過させるハイパスフィルタのカットオフ周波数を設定することにしている。こうしてカットオフ周波数が設定されたハイパスフィルタを通過した信号が圧縮音声信号と合成されることにより、高音帯域の信号成分が補間される。   For this reason, a technique has been proposed for interpolating high-tone bands in which signal components are dropped due to compression processing according to the bit rate, that is, according to the compression rate (see Patent Document 1: below) It is called "conventional example"). In this prior art technique, the determination means reads information such as a bit rate separated from the compressed audio signal obtained by decompressing the compressed audio data. Subsequently, the determination means sets the cut-off frequency of the high-pass filter that passes the harmonic signal generated by the harmonic generation means based on the read bit rate and the like. Thus, the signal component of the high-tone band is interpolated by combining the signal that has passed through the high-pass filter with the cut-off frequency set with the compressed voice signal.

特開2004―317622号公報JP 2004-317622

上述した従来例の技術では、判別手段が、高調波発生手段が発生した高調波信号に対してハイパスフィルタリング処理を施すハイパスフィルタのカットオフ周波数を適切に設定するために、圧縮音声データとは分離されているビットレート等の情報を読み取るようになっている。すなわち、従来例の技術では、判別手段が、圧縮音声データ及びビットレート等の情報が記憶された記憶装置にアクセスできるようになっている。   In the above-described prior art, the discrimination means separates from the compressed voice data in order to appropriately set the cut-off frequency of the high-pass filter that performs high-pass filtering on the harmonic signal generated by the harmonic generation means. It is designed to read information such as the bit rate being used. That is, in the prior art, the determination means can access a storage device in which information such as compressed audio data and bit rate is stored.

ところで、近年においては、圧縮音声データ及びビットレート等の情報は、小型の携帯端末装置により、音響コンテンツとして、ネットワーク上のサーバからダウンロードされる場合が多い。このため、小型の携帯端末装置により生成される圧縮音声信号を、別の音響装置へ送り、当該音響装置により高音帯域の補間を行った高品質な音声信号とした上で、音声出力をすることがある。   By the way, in recent years, information such as compressed voice data and bit rate is often downloaded from a server on a network as acoustic content by a small portable terminal device. For this reason, compressed audio signals generated by a small portable terminal device are sent to another audio device, and high-quality audio signals are generated after interpolation of the high-tone band by the audio device, and then audio output is performed. There is.

かかる場合に従来例の技術を適用する際には、圧縮音声信号の経路とは異なる経路を介して、携帯端末装置から別の音響装置へビットレート等の情報を送信することが必要となる。したがって、携帯端末装置における機能の追加が必要となり、簡易な構成で高音帯域の補間を行った高品質な音声を出力できるとはいい難かった。   In such a case, when applying the technique of the conventional example, it is necessary to transmit information such as a bit rate from the portable terminal device to another audio device via a route different from the route of the compressed audio signal. Therefore, it is difficult to add a function in the portable terminal device, and it is difficult to output high-quality voice obtained by interpolating the high-tone band with a simple configuration.

このため、簡易な構成で高音帯域の補間を行った高品質な音声を出力できる技術が待望されている。かかる要請に応えることが、本発明が解決すべき課題の一つとして挙げられる。   For this reason, there is a great demand for a technology that can output high-quality voice with high frequency band interpolation with a simple configuration. Responding to such a request is one of the problems to be solved by the present invention.

本発明は、第1の観点からすると、入力された音声信号の高調波を生成する高調波生成部と;カットオフ周波数が可変であり、前記高調波生成部が生成した前記高調波の高域成分を抽出する可変ハイパスフィルタ部と;第1のカットオフ周波数を有し、前記入力された音声信号の高域成分を抽出する第1のハイパスフィルタ部と;前記第1のカットオフ周波数よりも高い第2のカットオフ周波数を有し、前記入力された音声信号の高域成分を抽出する第2のハイパスフィルタ部と;前記第1のハイパスフィルタ部の出力信号のレベルと、前記第2のハイパスフィルタ部の出力信号のレベルとに基づいて、前記可変ハイパスフィルタ部のカットオフ周波数を制御する制御部と;を備えることを特徴とする音響装置である。   According to a first aspect of the present invention, there is provided a harmonic generation unit that generates harmonics of an input audio signal; a cutoff frequency is variable, and the high frequency range of the harmonics generated by the harmonic generation unit A variable high-pass filter unit for extracting a component; a first high-pass filter unit having a first cutoff frequency and extracting a high-frequency component of the input audio signal; and a higher than the first cutoff frequency A second high-pass filter unit having a high second cutoff frequency and extracting high-frequency components of the input audio signal; a level of an output signal of the first high-pass filter unit; A control unit configured to control a cut-off frequency of the variable high-pass filter unit based on a level of an output signal of the high-pass filter unit.

本発明は、第2の観点からすると、第1のカットオフ周波数を有し、入力された音声信号の高域成分を抽出する第1のハイパスフィルタ部と;前記第1のカットオフ周波数よりも高い第2のカットオフ周波数を有し、前記入力された音声信号の高域成分を抽出する第2のハイパスフィルタ部と;前記第1のハイパスフィルタ部の出力信号のレベルと、前記第2のハイパスフィルタ部の出力信号のレベルとに基づいて、前記入力された音声信号において信号成分が欠落している高音帯域を推定する推定部と;を備えることを特徴とする欠落帯域推定装置である。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a first high-pass filter unit having a first cutoff frequency and extracting a high-frequency component of an input audio signal; and a first high-pass filter section than the first cutoff frequency A second high-pass filter unit having a high second cutoff frequency and extracting high-frequency components of the input audio signal; a level of an output signal of the first high-pass filter unit; An estimation unit configured to estimate a treble band in which a signal component is missing in the input audio signal based on a level of an output signal of the high-pass filter unit.

本発明は、第3の観点からすると、入力された音声信号の高調波を生成する高調波生成部と;カットオフ周波数が可変であり、前記高調波生成部が生成した前記高調波の高域成分を抽出する可変ハイパスフィルタ部と;第1のカットオフ周波数を有し、前記入力された音声信号の高域成分を抽出する第1のハイパスフィルタ部と;前記第1のカットオフ周波数よりも高い第2のカットオフ周波数を有し、前記入力された音声信号の高域成分を抽出する第2のハイパスフィルタ部と;を備える音響装置において使用される信号処理方法であって、前記第1のハイパスフィルタ部の出力信号のレベルと、前記第2のハイパスフィルタ部の出力信号のレベルとを取得する取得工程と;前記取得工程における取得結果に基づいて、前記可変ハイパスフィルタ部のカットオフ周波数を制御する制御工程と;を備えることを特徴とする信号処理方法である。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a harmonic generation unit that generates harmonics of an input voice signal; a cutoff frequency is variable, and the high frequency range of the harmonics generated by the harmonic generation unit A variable high-pass filter unit for extracting a component; a first high-pass filter unit having a first cutoff frequency and extracting a high-frequency component of the input audio signal; and a higher than the first cutoff frequency A signal processing method for use in an acoustic apparatus, comprising: a second high-pass filter unit having a high second cutoff frequency and extracting a high-frequency component of the input audio signal; Acquiring the level of the output signal of the high-pass filter unit and the level of the output signal of the second high-pass filter unit; the variable high-pass filter based on the acquisition result in the acquisition step A signal processing method characterized by comprising a; and a control step of controlling the cut-off frequency of the filter unit.

本発明は、第4の観点からすると、音響装置が有するコンピュータに、本発明の信号処理方法を実行させる、ことを特徴とする信号処理プログラムである。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a signal processing program that causes a computer of an audio device to execute the signal processing method of the present invention.

本発明は、第5の観点からすると、音響装置が有するコンピュータにより読み取り可能に、本発明の信号処理プログラムが記録されている、ことを特徴とする記録媒体である。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a recording medium in which the signal processing program of the present invention is recorded so as to be readable by a computer of an audio device.

本発明は、第6の観点からすると、第1のカットオフ周波数を有し、入力された音声信号の高域成分を抽出する第1のハイパスフィルタ部と;前記第1のカットオフ周波数よりも高い第2のカットオフ周波数を有し、前記入力された音声信号の高域成分を抽出する第2のハイパスフィルタ部と;前記第1のハイパスフィルタ部の出力信号のレベルと、前記第2のハイパスフィルタ部の出力信号のレベルとに基づいて、前記入力された音声信号の周波数帯域を推定する推定部と;を備えることを特徴とする周波数帯域推定装置である。   According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a first high-pass filter unit having a first cutoff frequency and extracting a high-frequency component of an input audio signal; and a first high-pass filter section than the first cutoff frequency A second high-pass filter unit having a high second cutoff frequency and extracting high-frequency components of the input audio signal; a level of an output signal of the first high-pass filter unit; An estimation unit configured to estimate a frequency band of the input audio signal based on a level of an output signal of the high-pass filter unit.

本発明の一実施形態に係る音響装置の構成を概略的に示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram schematically showing a configuration of an acoustic device according to an embodiment of the present invention. 図1の音響装置に入力されるビットレートごとの圧縮音声信号の平均的なスペクトルを示す図である。It is a figure which shows the average spectrum of the compression audio | voice signal for every bit rate input into the acoustic apparatus of FIG. 図1の欠落帯域推定装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the missing band estimation apparatus of FIG. 図3の2種のハイパスフィルタ(HPF)部のフィルタリング特性を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the filtering characteristic of two types of high pass filter (HPF) parts of FIG. 3つのビットレートごとに、図3の2種のレベル検出部の検出対象に対応する信号成分を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining signal components corresponding to detection targets of two types of level detection units in FIG. 3 for every three bit rates. 図1の合成部の構成を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the structure of the synthetic | combination part of FIG. 図1の装置による高域補間を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the high region interpolation by the apparatus of FIG.

以下、本発明の一実施形態を、図1〜図7を参照して説明する。なお、図面においては、同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 7. In the drawings, the same or equivalent elements will be denoted by the same reference symbols, without redundant description.

[構成]
図1には、一実施形態に係る音響装置100の概略的な構成が、ブロック図にて示されている。この図1に示されるように、音響装置100は、圧縮音声解凍装置(CADD)200及び音出力装置300と接続されている。
[Constitution]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an acoustic device 100 according to an embodiment. As shown in FIG. 1, the acoustic device 100 is connected to a compressed voice decompression device (CADD) 200 and a sound output device 300.

ここで、上記の圧縮音声解凍装置200は、MP3規格等の所定の標準規格に準拠して生成された圧縮音声データを解凍して、圧縮音声信号(音声信号)CADを生成する。こうして生成された圧縮音声信号CADが、音響装置100へ送られる。   Here, the above-described compressed audio decompression apparatus 200 decompresses compressed audio data generated in accordance with a predetermined standard such as the MP3 standard to generate a compressed audio signal (audio signal) CAD. The compressed audio signal CAD generated in this way is sent to the acoustic device 100.

なお、本実施形態では、圧縮音声信号CADは、「BR1」、「BR2(>BR1)」及び「BR3(>BR2)」の3種類のビットレートのいずれかに対応する圧縮音声信号となっている。   In the present embodiment, the compressed audio signal CAD is a compressed audio signal corresponding to one of three bit rates of “BR1”, “BR2 (> BR1)” and “BR3 (> BR2)”. There is.

また、上記の音出力装置300は、スピーカSPを備えて構成されている。この音出力装置300は、音響装置100から送られた高域補間後の信号HIDを受ける。そして、音出力装置300は、高域補間後の信号HIDに従った音をスピーカSPから出力する。   Further, the sound output device 300 described above is configured to include the speaker SP. The sound output device 300 receives the signal HID after high frequency interpolation sent from the sound device 100. Then, the sound output device 300 outputs a sound according to the signal HID after high-frequency interpolation from the speaker SP.

<音響装置100の構成>
上記の音響装置100は、高調波生成部(HMG)110と、欠落帯域推定装置(MBE)120を備えている。また、音響装置100は、可変ハイパスフィルタ(HPF)部130と、合成部140とを備えている。
<Configuration of Sound Device 100>
The acoustic device 100 described above includes a harmonic generation unit (HMG) 110 and a missing band estimation device (MBE) 120. The acoustic device 100 further includes a variable high pass filter (HPF) unit 130 and a combining unit 140.

上記の高調波生成部110は、圧縮音声解凍装置200から送られた圧縮音声信号CADを受ける。引き続き、高調波生成部110は、圧縮音声信号CADの所定の周波数帯域(0〜FH)の成分の第1〜第N次の高調波を生成する。そして、生成された高調波のうち、サンプル周波数FSで定まる圧縮前音声の帯域の最高周波数FMAX(=FS/2)以下の成分が、信号HMDとして、可変HPF部130へ送られる。 The harmonic generation unit 110 receives the compressed audio signal CAD sent from the compressed audio decompression apparatus 200. Subsequently, the harmonic generation unit 110 generates first to Nth harmonics of components of a predetermined frequency band (0 to F H ) of the compressed sound signal CAD. Then, among the generated harmonics, a component equal to or lower than the highest frequency F MAX (= F S / 2) of the band of the voice before compression determined by the sample frequency F S is sent to the variable HPF unit 130 as a signal HMD.

上記の欠落帯域推定装置120は、圧縮音声解凍装置200から送られた圧縮音声信号CADを受ける。引き続き、欠落帯域推定装置120は、圧縮音声信号CADに基づいて、圧縮音声信号CADにおいて信号成分が欠落している高音帯域(以下、「欠落帯域」とも呼ぶ)を推定する。そして、欠落帯域推定装置120は、当該推定された欠落帯域の最低周波数を指定したカットオフ周波数指定HPCを可変HPF部130へ送る。   The missing band estimation device 120 described above receives the compressed voice signal CAD sent from the compressed voice decompression device 200. Subsequently, the missing band estimation device 120 estimates, based on the compressed speech signal CAD, a treble band (hereinafter also referred to as a “missing band”) in which a signal component is missing in the compressed speech signal CAD. Then, the missing band estimation device 120 sends, to the variable HPF unit 130, a cutoff frequency designation HPC in which the lowest frequency of the estimated missing band is designated.

ここで、圧縮音声信号CADにおける欠落帯域を推定することは、圧縮音声信号CADの周波数帯域を推定することに他ならない。このため、欠落帯域推定装置120は、圧縮音声信号CADの周波数帯域を推定する周波数帯域推定装置としての機能も有しているといえる。   Here, estimating the missing band in the compressed speech signal CAD is nothing but estimating the frequency band of the compressed speech signal CAD. For this reason, it can be said that the missing band estimation device 120 also has a function as a frequency band estimation device that estimates the frequency band of the compressed speech signal CAD.

なお、欠落帯域推定装置120の構成の詳細については、後述する。   The details of the configuration of the missing band estimation device 120 will be described later.

上記の可変HPF部130は、高調波生成部110から送られた信号HMDを受ける。また、可変HPF部130は、欠落帯域推定装置120から送られたカットオフ周波数指定HPCを受ける。そして、可変HPF部130は、カットオフ周波数指定HPCで指定された周波数をカットオフ周波数とするハイパスフィルタリング処理を信号HMDに対して施す。このハイパスフィルタリング処理の結果が、信号HBDとして合成部140へ送られる。   The variable HPF unit 130 described above receives the signal HMD sent from the harmonic generation unit 110. Also, the variable HPF unit 130 receives the cutoff frequency designation HPC sent from the missing band estimation device 120. Then, the variable HPF unit 130 performs high-pass filtering processing on the signal HMD in which the frequency designated by the cutoff frequency designation HPC is the cutoff frequency. The result of the high pass filtering process is sent to the combining unit 140 as a signal HBD.

上記の合成部140は、圧縮音声解凍装置200から送られた圧縮音声信号CADを受ける。また、合成部140は、可変HPF部130から送られた信号HBDを受ける。そして、合成部140は、圧縮音声信号CADと信号HBDとの合成を行い、高域補間後の信号HIDを生成する。こうして生成された高域補間後の信号HIDは、音出力装置300へ送られる。   The synthesis unit 140 described above receives the compressed speech signal CAD sent from the compressed speech decompression apparatus 200. Further, the combining unit 140 receives the signal HBD sent from the variable HPF unit 130. Then, the synthesis unit 140 synthesizes the compressed speech signal CAD and the signal HBD, and generates a signal HID after high-frequency interpolation. The signal HID after high frequency interpolation generated in this way is sent to the sound output device 300.

なお、合成部140の構成の詳細については、後述する。   The details of the configuration of the combining unit 140 will be described later.

ここで、ビットレートと圧縮音声の帯域との関係を説明する。図2(A)には、サンプル周波数FSでサンプリングされて生成されたデジタル楽曲音に対応する圧縮前音声の平均的なスペクトルが模式的に示されている。この図2(A)に示されるように、圧縮前音声の帯域の上限周波数は、最高周波数FMAX(=FS/2)となっている。 Here, the relationship between the bit rate and the band of compressed speech will be described. In FIG. 2 (A), the average spectrum of the pre-compression audio corresponding to the digital music sound generated is sampled by the sample frequency F S is shown schematically. As shown in FIG. 2A, the upper limit frequency of the pre-compression speech band is the highest frequency F MAX (= F S / 2).

かかる圧縮前音声のデータを圧縮して得られる上述したビットレートBR1〜BR3の圧縮音声データを解凍して得られる圧縮音声の信号帯域が図2(B)〜(D)に示されている。ここで、図2(B)には、ビットレートBR1の圧縮音声の信号帯域が示されている。この図2(B)に示されるように、ビットレートBR1の圧縮音声は、信号帯域の上限周波数が周波数FBR1であり、周波数帯域(FBR1〜FMAX)が、圧縮前音声と比べて、信号成分の欠落帯域となっている。 The signal bands of the compressed speech obtained by decompressing the compressed speech data of the above-mentioned bit rate BR1 to BR3 obtained by compressing the data of the speech before compression are shown in FIGS. 2 (B) to (D). Here, FIG. 2 (B) shows a signal band of compressed speech at bit rate BR1. As shown in FIG. 2B, the compressed voice of bit rate BR1 has the upper limit frequency of the signal band at frequency F BR1 , and the frequency bands (F BR1 to F MAX ) are compared with the voice before compression, It is a missing band of the signal component.

また、図2(C)には、ビットレートBR2(>BR1)の圧縮音声の信号帯域が示されている。この図2(C)に示されるように、ビットレートBR2の圧縮音声は、信号帯域の上限周波数が周波数FBR2(>FBR1)であり、周波数帯域(FBR2〜FMAX)が、圧縮前音声と比べて、信号成分の欠落帯域となっている。 Further, FIG. 2C shows a signal band of compressed speech at a bit rate BR2 (> BR1). As shown in FIG. 2C, in the compressed voice of bit rate BR2, the upper limit frequency of the signal band is frequency F BR2 (> F BR1 ), and the frequency band (F BR2 to F MAX ) is not compressed. Compared to voice, it is a missing band of signal components.

また、図2(D)には、ビットレートBR3(>BR2)の圧縮音声の信号帯域が示されている。この図2(D)に示されるように、ビットレートBR3の圧縮音声は、信号帯域の上限周波数が周波数FBR3(>FBR2)であり、周波数帯域(FBR3〜FMAX)が、圧縮前音声と比べて、信号成分の欠落帯域となっている。 Further, FIG. 2 (D) shows a signal band of compressed speech at a bit rate BR3 (> BR2). As shown in FIG. 2D, the compressed voice at bit rate BR3 has the upper limit frequency of the signal band at frequency F BR3 (> F BR2 ), and the frequency band (F BR3 to F MAX ) is not compressed. Compared to voice, it is a missing band of signal components.

(欠落帯域推定装置120の構成)
次に、上記の欠落帯域推定装置120の構成について説明する。
(Configuration of Missing Band Estimation Device 120)
Next, the configuration of the above missing band estimation device 120 will be described.

欠落帯域推定装置120は、図3に示されるように、パイパスフィルタ(HPF)部1211,1212と、減算部122とを備えている。また、欠落帯域推定装置120は、レベル検出部1231,1232と、推定部124とを備えている。 Missing band estimator 120, as shown in FIG. 3, a pi-pass filter (HPF) 121 1, 121 2, and a subtraction unit 122. In addition, the missing band estimation device 120 includes level detection units 123 1 and 123 2 and an estimation unit 124.

上記のHPF部1211は、カットオフ周波数FC1でハイパスフィルタリング処理を行う。このHPF部1211は、圧縮音声解凍装置200から送られた圧縮音声信号CADを受ける。そして、HPF部1211は、カットオフ周波数FC1のハイパスフィルタリング処理を圧縮音声信号CADに対して施す。このハイパスフィルタリング処理の結果が、信号HPD1として減算部122へ送られる。 HPF 121 1 above, performs high-pass filtering at a cut-off frequency F C1. The HPF 121 1 receives the compressed audio signal CAD sent from compressed audio decompressor 200. Then, HPF 121 1 performs a high-pass filtering of the cut-off frequency F C1 the compressed audio signal CAD. The high-pass filtering process result is sent as a signal HPD 1 to subtraction unit 122.

上記のHPF部1212は、カットオフ周波数FC2(>FC1)でハイパスフィルタリング処理を行う。このHPF部1212は、圧縮音声解凍装置200から送られた圧縮音声信号CADを受ける。そして、HPF部1212は、カットオフ周波数FC2のハイパスフィルタリング処理を圧縮音声信号CADに対して施す。このハイパスフィルタリング処理の結果が、信号HPD2として減算部122及びレベル検出部1232へ送られる。 HPF 121 2 above, performs high-pass filtering with a cutoff frequency F C2 (> F C1). The HPF 121 2 receives the compressed audio signal CAD sent from compressed audio decompressor 200. Then, HPF 121 2 performs a high pass filtering process cutoff frequency F C2 the compressed audio signal CAD. The high-pass filtering process result is sent as a signal HPD 2 to subtraction unit 122 and the level detector 123 2.

上記の減算部122は、HPF部1211から送られた信号HPD1を受ける。また、減算部122は、HPF部1212から送られた信号HPD2を受ける。そして、減算部122は、信号HPD1から信号HPD2を差し引く。こうして算出された結果が、信号SBDとしてレベル検出部1231へ送られる。 It said subtraction unit 122 receives a signal HPD 1 sent from the HPF 121 1. Further, the subtraction unit 122 receives a signal HPD 2 sent from the HPF 121 2. Then, the subtraction unit 122 subtracts the signal HPD 2 from the signal HPD 1 . The results thus calculated are sent to a level detector 123 1 as the signal SBD.

上記のレベル検出部1231は、減算部122から送られた信号SBDを受ける。そして、レベル検出部1231は、信号SBDのパワーレベルを検出する。レベル検出部1231による検出結果は、検出レベルDL1として推定部124へ送られる。 Level detector 123 1 of the receive signal SBD sent from the subtraction unit 122. Then, level detector 123 1 detects the power level of the signal SBD. Detection result by the level detecting unit 123 1 is transmitted to the estimating unit 124 as a detection level DL 1.

上記のレベル検出部1232は、HPF部1212から送られた信号HPD2を受ける。そして、レベル検出部1232は、信号HPD2のパワーレベルを検出する。レベル検出部1232による検出結果は、検出レベルDL2として推定部124へ送られる。 Above the level detector 123 2 receives a signal HPD 2 sent from the HPF 121 2. Then, level detector 123 2 detects the power level of the signal HPD 2. Detection result by the level detecting unit 123 2 are sent to the estimating unit 124 as a detection level DL 2.

上記の推定部124は、レベル検出部1231から送られた検出レベルDL1を受ける。また、推定部124は、レベル検出部1232から送られた検出レベルDL2を受ける。そして、推定部124は、検出レベルDL1と検出レベルDL2との比R(=DL1/DL2)に基づいて、圧縮音声信号CADにおける欠落帯域を推定する。 The above estimation unit 124 receives the detection level DL 1 sent from the level detection unit 123 1. Further, the estimating unit 124 receives the detection level DL 2 sent from the level detection unit 123 2. Then, the estimation unit 124 estimates a missing band in the compressed sound signal CAD based on a ratio R (= DL 1 / DL 2 ) of the detection level DL 1 and the detection level DL 2 .

引き続き、推定部124は、推定された欠落帯域の下限周波数を指定したカットオフ周波数指定HPCを生成する。こうして生成されたカットオフ周波数指定HPCは、可変HPF部130へ送られる。   Subsequently, the estimation unit 124 generates a cutoff frequency designation HPC in which the lower limit frequency of the estimated missing band is designated. The cutoff frequency designation HPC generated in this manner is sent to the variable HPF unit 130.

なお、HPF部1211及びHPF部1212のフィルタリング特性の例が図4に示されている。ここで、図4(A)には、HPF部1211のフィルタリング特性の例が示されている。また、図4(B)には、HPF部1212のフィルタリング特性の例が示されている。 The example of the filtering characteristic of the HPF 121 1 and HPF 121 2 is shown in FIG. Here, in FIG. 4 (A), examples of the filtering characteristic of the HPF 121 1 is shown. Further, in FIG. 4 (B), examples of the filtering characteristic of the HPF 121 2 is shown.

ここで、HPF部1212のフィルタリング特性は、ビットレートが「BR1」,「BR2」,「BR3」のいずれであっても、比Rの算出に際して、推定部124における除算資源がオーバフローを起こさないように設定される。 Here, the filtering characteristics of the HPF 121 2, bit rate "BR1", "BR2", be either "BR3", when calculating the ratio R, dividing the resource in the estimation unit 124 does not cause overflow Is set as

また、HPF部1211及びHPF部1212の検出対象に対応する信号成分が図5に模式的に示されている。なお、図5では、HPF部1211の検出対象に対応する信号成分が横線ハッチで示されるとともに、HPF部1212の検出対象に対応する信号成分が縦線ハッチで示されている。 The signal component corresponding to a detection target of the HPF 121 1 and HPF 121 2 are shown schematically in FIG. In FIG. 5, together with the signal component corresponding to a detection target of the HPF 121 1 is indicated by a horizontal line hatch signal component corresponding to the detection target HPF 121 2 are indicated by a vertical line hatching.

ここで、図5(A)には、ビットレートBR1の場合に、HPF部1211及びHPF部1212の検出対象に対応する信号成分が模式的に示されている。また、図5(B)には、ビットレートBR2の場合に、HPF部1211及びHPF部1212の検出対象に対応する信号成分が模式的に示されている。また、図5(C)には、ビットレートBR3の場合に、HPF部1211及びHPF部1212の検出対象に対応する信号成分が模式的に示されている。 Here, in FIG. 5 (A), if the bit rate BR1, signal components corresponding to the detection target of the HPF 121 1 and HPF 121 2 are shown schematically. Further, in FIG. 5 (B), when the bit rate BR2, the signal component corresponding to a detection target of the HPF 121 1 and HPF 121 2 are shown schematically. Further, in FIG. 5 (C), if the bit rate BR3, signal components corresponding to the detection target of the HPF 121 1 and HPF 121 2 are shown schematically.

図5(A)〜(C)を相互に比較して分るように、ビットレートが異なると、算出される比Rが異なるようになっている。このため、算出された比Rの値に基づいて圧縮音声信号CADにおける欠落領域が推定できるので、ビットレートに対する欠落帯域が一義的に決まっている場合は、推定部124は、圧縮音声信号CADのビットレートを推定することができる。   As can be seen by comparing FIGS. 5A to 5C with each other, when the bit rate is different, the calculated ratio R is different. For this reason, since the missing area in the compressed speech signal CAD can be estimated based on the value of the ratio R thus calculated, the estimation unit 124 can calculate the value of the compressed speech signal CAD when the missing band for the bit rate is uniquely determined. The bit rate can be estimated.

(合成部140の構成)
次いで、上記の合成部140の構成について説明する。
(Configuration of the combining unit 140)
Next, the configuration of the combining unit 140 described above will be described.

合成部140は、図6に示されるように、遅延部141と、乗算部1421,1422を備えている。また、合成部140は、加算部143を備えている。 The combining unit 140 includes a delay unit 141 and multiplying units 142 1 and 142 2 as shown in FIG. The combining unit 140 further includes an adding unit 143.

上記の遅延部141は、圧縮音声解凍装置200から送られた圧縮音声信号CAD(=D0(T)(T:時刻))を受ける。そして、遅延部141は、圧縮音声信号CADを、高調波生成部110及び可変HPF部130における位相遅延に対応する時間TDLだけ遅延させた信号DLD(=D(T))を生成する。ここで、信号D(T)と圧縮音声信号D0(T)との関係は、次の(1)式で表される。
D(T)=D0(T−TDL) …(1)
The delay unit 141 receives the compressed audio signal CAD (= D 0 (T) (T: time)) sent from the compressed audio decompression apparatus 200. Then, the delay unit 141 generates a signal DLD (= D (T)) obtained by delaying the compressed audio signal CAD by a time T DL corresponding to the phase delay in the harmonic generation unit 110 and the variable HPF unit 130. Here, the relationship between the signal D (T) and the compressed audio signal D 0 (T) is expressed by the following equation (1).
D (T) = D 0 (T−T DL ) (1)

この結果、信号DLDと、上述した可変HPF部130から出力される信号HBDとの同期が図られるようになっている。こうして生成された信号DLDは、乗算部1421へ送られる。 As a result, synchronization of the signal DLD and the signal HBD output from the variable HPF unit 130 described above is achieved. Signal DLD thus generated is sent to the multiplying unit 142 1.

上記の乗算部1421は、遅延部141から送られた信号DLDを受ける。そして、乗算部1421は、信号DLDをK1倍して信号MLDを生成する。こうして生成された信号MLDは、加算部143へ送られる。 Multiplying unit 142 1 of the receive signal DLD transmitted from the delay unit 141. Then, multiplying unit 142 1 generates a signal MLD signal DLD and 1x K. The signal MLD generated in this way is sent to the adding unit 143.

上記の乗算部1422は、可変HPF部130から送られた信号HBDを受ける。そして、乗算部1422は、信号HBDをK2倍して信号MHDを生成する。こうして生成された信号MHDは、加算部143へ送られる。 Multiplying portion 142 2 of the receive signal HBD sent from the variable HPF 130. Then, the multiplication unit 142 2 generates a signal MHD signals HBD is doubled K. The signal MHD generated in this manner is sent to the addition unit 143.

なお、値K1と値K2との比は、適切な高域補間の観点から、実験、シミュレーション、経験等に基づいて予め定められる。 The ratio between the value K 1 and the value K 2, from the viewpoint of suitable high-frequency interpolation, experiments, simulations, are predetermined based on experience and the like.

上記の加算部143は、乗算部1421から送られた信号MLDを受ける。また、加算部143は、乗算部1422から送られた信号MHDを受ける。そして、加算部143は、信号MLDと信号MHDとを加算して高域補間後の信号HIDを生成する。こうして生成された高域補間後の信号HIDは、音出力装置300へ送られる。 The above adder 143 receives the signals MLD sent from the multiplying unit 142 1. The addition unit 143 receives a signal MHD sent from the multiplication unit 142 2. Then, the adding unit 143 adds the signal MLD and the signal MHD to generate a signal HID after high-frequency interpolation. The signal HID after high frequency interpolation generated in this way is sent to the sound output device 300.

上述のようにして生成された信号MHDのスペクトルが図7に示されている。ここで、図7(A)には、ビットレートBR1の圧縮音声信号CADに対応して生成された信号MHDのスペクトルが、破線にて示されている。また、図7(B)には、ビットレートBR2の圧縮音声信号CADに対応して生成された信号MHDのスペクトルが、破線にて示されている。さらに、図7(C)には、ビットレートBR3の圧縮音声信号CADに対応して生成された信号MHDのスペクトルが、破線にて示されている。なお、図7(A)〜(C)では、信号DLDをK1倍した信号MLD(ひいては、圧縮音声信号CADをK1倍した信号)のスペクトルが、実線にて示されている。 The spectrum of the signal MHD generated as described above is shown in FIG. Here, in FIG. 7A, the spectrum of the signal MHD generated corresponding to the compressed audio signal CAD at the bit rate BR1 is shown by a broken line. Further, in FIG. 7B, the spectrum of the signal MHD generated corresponding to the compressed audio signal CAD at the bit rate BR2 is shown by a broken line. Further, in FIG. 7C, the spectrum of the signal MHD generated corresponding to the compressed audio signal CAD at the bit rate BR3 is shown by a broken line. In FIG. 7 (A) ~ (C) , the spectrum of the signal DLD the K 1 × signal MLD (thus, the compressed audio signal CAD to 1 × K signals) are shown by a solid line.

図7(A)〜(C)に示されるように、信号HMDは、圧縮音声信号CADにおける信号成分の欠落帯域を、適切に補間する信号となっている。   As shown in FIGS. 7A to 7C, the signal HMD is a signal that appropriately interpolates the missing band of the signal component in the compressed audio signal CAD.

[動作]
次に、上記のように構成された音響装置100の動作について、圧縮音声信号CADに基づく信号HBD(図1参照)の生成処理に主に着目して説明する。
[Operation]
Next, the operation of the acoustic device 100 configured as described above will be described, focusing mainly on the process of generating the signal HBD (see FIG. 1) based on the compressed audio signal CAD.

圧縮音声解凍装置200が圧縮音声信号CADの供給を開始すると、音響装置100では、高調波生成部110及び欠落帯域推定装置120が圧縮音声信号CADを受ける。また、音響装置100では、合成部140が圧縮音声信号CADを受ける(図1参照)。   When the compression speech decompression apparatus 200 starts supplying the compression speech signal CAD, in the acoustic device 100, the harmonic generation unit 110 and the missing band estimation apparatus 120 receive the compression speech signal CAD. In the acoustic device 100, the synthesizing unit 140 receives the compressed sound signal CAD (see FIG. 1).

圧縮音声信号CADを受けると、高調波生成部110は、圧縮音声信号CADの所定の周波数帯域の成分の高調波を生成する。そして、高調波生成部110は、生成された高調波のうち、サンプル周波数FSで定まる圧縮前音声の帯域の最高周波数FMAX以下の成分を、信号HMDとして、可変HPF部130へ送る(図1参照)。 When receiving the compressed audio signal CAD, the harmonic generation unit 110 generates harmonics of components of a predetermined frequency band of the compressed audio signal CAD. Then, among the generated harmonics, the harmonic generation unit 110 sends the component below the highest frequency F MAX of the pre-compression speech band determined by the sample frequency F S to the variable HPF unit 130 as a signal HMD (see FIG. 1).

一方、圧縮音声信号CADを受けると、欠落帯域推定装置120は、上述の高調波生成部110による高周波発生と並行して、圧縮音声信号CADに基づいて、圧縮音声信号CADにおける欠落帯域を推定する。かかる欠落帯域の推定に際して、欠落帯域推定装置120では、圧縮音声信号CADを受けたHPF部1211が、カットオフ周波数FC1のハイパスフィルタリング処理を圧縮音声信号CADに対して施す。そして、HPF部1211は、ハイパスフィルタリング処理の結果を、信号HPD1として減算部122へ送る(図3参照)。 On the other hand, when receiving the compressed voice signal CAD, the missing band estimation device 120 estimates the missing band in the compressed voice signal CAD based on the compressed voice signal CAD in parallel with the high frequency generation by the above-mentioned harmonic generation unit 110. . In the estimation of such missing band, the missing band estimator 120, compression HPF 121 1 receives an audio signal CAD is subjected to high-pass filtering of the cut-off frequency F C1 the compressed audio signal CAD. Then, HPF 121 1 sends a result of the high pass filtering process, as a signal HPD 1 to subtraction unit 122 (see FIG. 3).

また、圧縮音声信号CADを受けると、HPF部1212が、上述のHPF部1211によるハイパスフィルタリング処理と並行して、カットオフ周波数FC2のハイパスフィルタリング処理を圧縮音声信号CADに対して施す。そして、HPF部1212は、ハイパスフィルタリング処理の結果を、信号HPD2として減算部122及びレベル検出部1232へ送る(図3参照)。 Further, when receiving the compressed audio signal CAD, HPF 121 2, in parallel with the high pass filtering process by HPF 121 1 mentioned above is subjected to high-pass filtering of the cut-off frequency F C2 the compressed audio signal CAD. Then, HPF 121 2 sends a result of the high pass filtering process, as a signal HPD 2 to subtraction unit 122 and the level detector 123 2 (see FIG. 3).

HPF部1211から送られた信号HPD1、及び、HPF部1212から送られた信号HPD2を受けると、減算部122は、信号HPD1と信号HPD2との差分を算出する。そして、減算部122は、算出された差分を、信号SBDとしてレベル検出部1231へ送る(図3参照)。 Signal HPD 1 sent from HPF 121 1, and receives a signal HPD 2 sent from the HPF 121 2, the subtraction unit 122 calculates a difference between the signal HPD 1 and the signal HPD 2. The subtraction unit 122 sends the calculated difference, the level detecting unit 123 1 as the signal SBD (see FIG. 3).

減算部122から送られた信号SBDを受けると、レベル検出部1231は、信号SBDのパワーレベルを検出する。そして、レベル検出部1231は、検出結果を、検出レベルDL1として推定部124へ送る(図3参照)。 Receiving signal SBD sent from the subtraction unit 122, level detector 123 1 detects the power level of the signal SBD. Then, the level detecting unit 123 1 transmits the detection result, the estimating unit 124 as a detection level DL 1 (see FIG. 3).

HPF部1212から送られた信号HPD2を受けると、レベル検出部1232は、信号HPD2のパワーレベルを検出する。そして、レベル検出部1232は、検出結果を、検出レベルDL2として推定部124へ送る(図3参照)。 Receiving signal HPD 2 sent from the HPF 121 2, level detector 123 2 detects the power level of the signal HPD 2. Then, level detector 123 2 sends the detection result, the estimating unit 124 as a detection level DL 2 (see FIG. 3).

レベル検出部1231から送られた検出レベルDL1、及び、レベル検出部1232から送られた検出レベルDL2を受けると、推定部124は、検出レベルDL1及び検出レベルDL2に基づいて、カットオフ周波数指定HPCを生成する。かかるカットオフ周波数指定HPCの生成に際して、推定部124は、まず、検出レベルDL1と検出レベルDL2との比R(=DL1/DL2)を算出する。 Detection level DL 1 sent from the level detection unit 123 1, and receives a detection level DL 2 sent from the level detection unit 123 2, estimating unit 124, based on the detection level DL 1 and the detection level DL 2 , Generate cutoff frequency designated HPC. When generating the cutoff frequency designation HPC, the estimation unit 124 first calculates a ratio R (= DL 1 / DL 2 ) between the detection level DL 1 and the detection level DL 2 .

引き続き、推定部124は、算出された比Rに基づいて、圧縮音声信号の欠落帯域を推定する。   Subsequently, the estimation unit 124 estimates the missing band of the compressed speech signal based on the calculated ratio R.

次に、推定部124は、推定された欠落帯域の下限周波数を指定したカットオフ周波数指定HPCを生成する。そして、推定部124は、生成されたカットオフ周波数指定HPCは、可変HPF部130へ送る(図3参照)。   Next, the estimation unit 124 generates a cutoff frequency designation HPC in which the lower limit frequency of the estimated missing band is designated. Then, the estimation unit 124 sends the generated cutoff frequency designation HPC to the variable HPF unit 130 (see FIG. 3).

欠落帯域推定装置120(より詳しくは、推定部124)から送られたカットオフ周波数指定HPCを受けると、可変HPF部130は、カットオフ周波数指定HPCで指定された周波数をカットオフ周波数とするハイパスフィルタリング処理を、高調波生成部110から送られた信号HMDに対して施して、信号HBDを生成する。そして、可変HPF部130は、生成された信号HBDを合成部140へ送る(図1参照)。   When receiving the cutoff frequency designation HPC sent from the missing band estimation device 120 (more specifically, the estimation unit 124), the variable HPF unit 130 performs a high pass setting the frequency designated by the cutoff frequency designation HPC as the cutoff frequency A filtering process is performed on the signal HMD sent from the harmonic generation unit 110 to generate a signal HBD. Then, the variable HPF unit 130 sends the generated signal HBD to the combining unit 140 (see FIG. 1).

可変HPF部130から送られた信号HBDを受けると、合成部140は、信号HBDと、圧縮音声解凍装置200から送られた圧縮音声信号CADとの合成を行う。かかる合成に際して、合成部140では、遅延部141が、圧縮音声信号CADを、高調波生成部110及び可変HPF部130における位相遅延に対応する時間TDLだけ遅延させて、信号HBDとの同期が図られ信号DLDを生成する。そして、遅延部141は、生成された信号DLDを乗算部1421へ送る(図6参照)。 When receiving the signal HBD sent from the variable HPF unit 130, the combining unit 140 combines the signal HBD with the compressed voice signal CAD sent from the compressed voice decompression apparatus 200. At the time of such synthesis, in the synthesis unit 140, the delay unit 141 delays the compressed voice signal CAD by the time T DL corresponding to the phase delay in the harmonic generation unit 110 and the variable HPF unit 130 to synchronize with the signal HBD. The signal DLD is generated. The delay unit 141 sends the generated signal DLD to the multiplying unit 142 1 (see FIG. 6).

遅延部141から送られた信号DLDを受けると、乗算部1421は、信号DLDをK1倍して信号MLDを生成する。そして、乗算部1421は、生成された信号MLDを加算部143へ送る(図6参照)。 Receiving signal DLD transmitted from the delay unit 141, multiplying section 1421 generates a signal MLD signal DLD and 1x K. Then, multiplying unit 142 1 transmits the generated signal MLD to the adder 143 (see FIG. 6).

一方、乗算部1422は、信号HBDをK2倍して信号MHDを生成する。そして、乗算部1422は、生成された信号MHDを加算部143へ送る(図6参照)。 On the other hand, the multiplication unit 142 2 generates a signal MHD signals HBD is doubled K. Then, the multiplication unit 142 2 sends the generated signal MHD to the adder 143 (see FIG. 6).

乗算部1421から送られた信号MLD、及び、乗算部1422から送られた信号MHDを受けると、加算部143は、信号MLDと信号MHDとを加算して、高域補間がなされた信号HIDを生成する。そして、加算部143は、生成された高域補間後の信号HIDを音出力装置300へ送る(図6参照)。 Multiplying unit 142 1 from the signal sent MLD, and receives signal MHD sent from the multiplication unit 142 2, an adder 143 adds the signal MLD and signal MHD, signal high-frequency interpolation has been made Generate HID. Then, the adding unit 143 sends the generated signal HID after high-frequency interpolation to the sound output device 300 (see FIG. 6).

すなわち、合成部140は、信号HBDと圧縮音声信号CADとの同期を図ったうえで、適切な高域補間ができる混合比で重み付け加算して、信号HBDと圧縮音声信号CADとの合成を行う。かかる合成の結果として生成された高域補間後の信号HIDが、音出力装置300へ送られるようになっている。   That is, after achieving synchronization between the signal HBD and the compressed audio signal CAD, the combining unit 140 performs weighted addition with a mixing ratio that allows appropriate high-frequency interpolation, and combines the signal HBD with the compressed audio signal CAD. . The signal HID after high-frequency interpolation generated as a result of such synthesis is sent to the sound output device 300.

音響装置100(より詳しくは、合成部140)から送られた高域補間後の信号HIDを受けると、音出力装置300は、高域補間後の信号HIDに従った音をスピーカSPから出力する。この結果、圧縮音声信号CADのビットレートに対応して適切に高域補間が行われた高品質の音声が、音出力装置300から出力される。   Upon receiving the signal HID after high-frequency interpolation sent from the acoustic device 100 (more specifically, the combining unit 140), the sound output device 300 outputs a sound according to the signal HID after high-frequency interpolation from the speaker SP . As a result, high-quality speech in which high-frequency interpolation is appropriately performed corresponding to the bit rate of the compressed speech signal CAD is output from the sound output device 300.

以上説明したように、本実施形態では、高域補間に際して、まず、高調波生成部110が、入力された圧縮音声信号CADの高調波を生成する。こうした高調波の生成と並行して、欠落帯域推定装置120が圧縮音声信号CADにおける欠落帯域を推定する。   As described above, in the present embodiment, at the time of high-frequency interpolation, the harmonic generation unit 110 first generates harmonics of the input compressed audio signal CAD. In parallel with the generation of such harmonics, the missing band estimation device 120 estimates the missing band in the compressed speech signal CAD.

かかる欠落帯域の推定に際して、欠落帯域推定装置120では、カットオフ周波数FC1を有するハイパスフィルタ部1211が、圧縮音声信号CADの高域成分を抽出するとともに、カットオフ周波数FC2(>FC1)を有するハイパスフィルタ部1212が、圧縮音声信号CADの高域成分を抽出する。引き続き、欠落帯域推定装置120では、推定部124が、ハイパスフィルタ部1211(第1のハイパスフィルタ部)から出力された信号HPD1からハイパスフィルタ部1212(第2のハイパスフィルタ部)から出力された信号HPD2を差し引いた差信号SBDのレベルと、信号HPD2とのレベルとの比Rを算出する。なお、圧縮音声信号CADのビットレートが異なると、比Rが異なるように、ハイパスフィルタ部1211,1212のフィルタリング特性が設定される。 In the estimation of such missing band, the missing band estimator 120, together with the high pass filter 121 1 extracts a high frequency component of compressed speech signal CAD with a cutoff frequency F C1, the cutoff frequency F C2 (> F C1 ) is high-pass filter portion 121 2 having, for extracting a high frequency component of compressed speech signal CAD. Subsequently, in the missing band estimation device 120, the estimation unit 124 outputs the signal HPD 1 output from the high pass filter unit 121 1 (first high pass filter unit) from the high pass filter unit 121 2 (second high pass filter unit). the level of the difference signal SBD obtained by subtracting the signal HPD 2 that is, for calculating the ratio R between the level of the signal HPD 2. When the bit rate of the compressed audio signal CAD is different, the filtering characteristics of the high pass filter sections 121 1 and 121 2 are set so that the ratio R is different.

次に、推定部124が、算出された比Rに基づいて、圧縮音声信号CADの欠落帯域を推定する。そして、推定部124が、推定された欠落帯域の下限周波数を指定したカットオフ周波数指定HPCを可変HPF部130へ送ることにより、可変HPF部130によるハイパスフィルタリング処理を制御する。   Next, the estimation unit 124 estimates the missing band of the compressed audio signal CAD based on the calculated ratio R. Then, the estimation unit 124 sends, to the variable HPF unit 130, a cutoff frequency designation HPC in which the estimated lower limit frequency of the missing band is designated, to control the high-pass filtering process by the variable HPF unit 130.

かかる制御もとで、可変HPF部130は、カットオフ周波数指定HPCで指定された周波数をカットオフ周波数とするハイパスフィルタリング処理を、高調波生成部110から送られた信号HMDに対して施して、信号HBDを生成する。そして、合成部140により、圧縮音声信号CADと信号HBDとが合成される。   Under such control, the variable HPF unit 130 performs high-pass filtering processing on the signal HMD sent from the harmonic generation unit 110, using the frequency designated by the cutoff frequency designation HPC as the cutoff frequency, Generate signal HBD. Then, the synthesis unit 140 synthesizes the compressed speech signal CAD and the signal HBD.

したがって、本実施形態によれば、簡易な構成で高音帯域の補間を適切に行った高品質な音声を出力できる。   Therefore, according to the present embodiment, it is possible to output high-quality voice in which the treble band interpolation is appropriately performed with a simple configuration.

[実施形態の変形]
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。
[Modification of the embodiment]
The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible.

例えば、上記の実施形態では、第1のハイパスフィルタ部から出力された信号から第2のハイパスフィルタ部から出力された信号を差し引いた差信号のレベルと、第2のハイパスフィルタ部から出力された信号のレベルとの比に基づいて、入力された圧縮音声信号の欠落帯域を推定するようにした。これに対し、第1のハイパスフィルタ部から出力された信号のレベルと、第2のハイパスフィルタ部から出力された信号のレベルとの比に基づいて、入力された圧縮音声信号の周波数帯域を推定するようにしてもよい。そして、推定された周波数帯域の上限周波数を指定したカットオフ周波数指定を、可変HPF部に対して行うようにしてもよい。   For example, in the above embodiment, the level of the difference signal obtained by subtracting the signal output from the second high pass filter unit from the signal output from the first high pass filter unit, and the level output from the second high pass filter unit The missing band of the input compressed speech signal is estimated based on the ratio to the level of the signal. On the other hand, the frequency band of the input compressed audio signal is estimated based on the ratio between the level of the signal output from the first high pass filter unit and the level of the signal output from the second high pass filter unit. You may do it. Then, cutoff frequency specification in which the upper limit frequency of the estimated frequency band is specified may be performed on the variable HPF section.

また、圧縮音声信号のビットレートが異なると、第1のハイパスフィルタ部から出力された信号のレベルと、第2のハイパスフィルタ部から出力された信号のレベルとの比が異なるのであれば、上記の実施形態で例示したハイパスフィルタ部の特性以外のフィルタリング特性を有するハイパスフィルタ部を採用してもよい。   In addition, if the bit rate of the compressed audio signal is different, if the ratio of the level of the signal output from the first high pass filter unit to the level of the signal output from the second high pass filter unit is different, A high pass filter unit having filtering characteristics other than the characteristics of the high pass filter unit exemplified in the above embodiments may be employed.

また、上記の実施形態では、圧縮音声信号の高域補間に本発明を適用するようにしたが、圧縮音声信号以外の音声信号の高域補間に本発明を適用してもよい。   Further, although the present invention is applied to the high-frequency interpolation of the compressed audio signal in the above embodiment, the present invention may be applied to the high-frequency interpolation of audio signals other than the compressed audio signal.

また、上記の実施形態では、音響装置とは別の装置として圧縮音声解凍装置及び音出力装置が配置される構成とした。これに対し、音響装置が圧縮音声解凍装置の機能を備えるようにしてもよいし、また、音響装置が音出力装置の機能を備えるようにしてもよい。   Further, in the above embodiment, the compressed voice decompression device and the sound output device are arranged as devices different from the sound device. On the other hand, the audio device may have the function of a compressed audio decompression device, and the audio device may have the function of a sound output device.

なお、上記の実施形態の音響装置を、DSP(Digital Signal Processor)等を備えた演算手段としてのコンピュータとして構成し、予め用意されたプログラムを当該コンピュータで実行することにより、上記の実施形態における処理の一部又は全部を実行するようにしてもよい。このプログラムは、CD−ROM、DVD等の可搬型記録媒体に記録された形態で取得されるようにしてもよいし、インターネットなどのネットワークを介した配送の形態で取得されるようにしてもよい。   Note that the sound device of the above embodiment is configured as a computer as an arithmetic unit provided with a DSP (Digital Signal Processor) or the like, and the computer prepares the processing in the above embodiment by executing a program prepared in advance. Some or all of the above may be executed. This program may be acquired in the form of being recorded on a portable recording medium such as a CD-ROM or a DVD, or may be acquired in the form of delivery via a network such as the Internet. .

100 … 音響装置
110 … 高調波生成部
120 … 欠落帯域推定装置(周波数帯域推定装置)
1211 … ハイパスフィルタ(第1のハイパスフィルタ)
1212 … ハイパスフィルタ(第2のハイパスフィルタ)
124 … 推定部(制御部)
130 … 可変ハイパスフィルタ部
140 … 合成部
100 ... acoustic device 110 ... harmonic generation unit 120 ... missing band estimation device (frequency band estimation device)
121 1 ... High pass filter (first high pass filter)
121 2 ... High pass filter (second high pass filter)
124 ... estimation unit (control unit)
130 ... variable high-pass filter unit 140 ... combining unit

Claims (1)

入力された音声信号の高調波を生成する高調波生成部と;
カットオフ周波数が可変であり、前記高調波生成部が生成した前記高調波の高域成分を抽出する可変ハイパスフィルタ部と;
第1のカットオフ周波数を有し、前記入力された音声信号の高域成分を抽出する第1のハイパスフィルタ部と;
前記第1のカットオフ周波数よりも高い第2のカットオフ周波数を有し、前記入力された音声信号の高域成分を抽出する第2のハイパスフィルタ部と;
前記第1のハイパスフィルタ部の出力信号のレベルと、前記第2のハイパスフィルタ部の出力信号のレベルとに基づいて、前記可変ハイパスフィルタ部のカットオフ周波数を制御する制御部と;
を備えることを特徴とする音響装置。
A harmonic generation unit that generates harmonics of the input audio signal;
A variable high-pass filter unit having a variable cutoff frequency and extracting a high-frequency component of the harmonic generated by the harmonic generation unit;
A first high pass filter unit having a first cutoff frequency and extracting a high frequency component of the input audio signal;
A second high-pass filter unit having a second cutoff frequency higher than the first cutoff frequency and extracting a high-frequency component of the input audio signal;
A control unit that controls the cutoff frequency of the variable high pass filter unit based on the level of the output signal of the first high pass filter unit and the level of the output signal of the second high pass filter unit;
An acoustic device comprising:
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