JP4815436B2 - 可変分解能により情報信号をスペクトル表現に変換する装置および方法 - Google Patents
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- 一連のサンプルとして与えられる情報信号を対象のスペクトル係数を有する対象のスペクトル表現に変換し、対象のスペクトル係数は対応する周波数値と対応する帯域幅とを含み、隣接する対象のスペクトル係数の間の周波数間隔は可変である装置であって、
前記情報信号のウインドウ化を行って、時間的長さを有する情報信号のウインドウ化ブロックを得る手段(10)と、
サンプルのウインドウ化ブロックを、情報信号スペクトル係数のセットを有するスペクトル表現に変換する手段であって、前記情報信号スペクトル係数は隣接する情報信号スペクトル係数の間に一定の周波数間隔を有するものである手段(12)と、
複素基本関数係数の第1のセット、複素基本関数係数の第2のセットおよび複素基本関数係数の第3のセットを供給する手段(14)とを備え、
前記第1のセットの基本関数係数が、第1の対象のスペクトル係数の第1の周波数値に対応する周波数を有する第1の基本関数の第1のウインドウ化およびそれに続く時間/周波数変換の結果を表し、
前記第2のセットの基本関数係数が、第2の対象のスペクトル係数の第2の周波数値に対応する周波数を有する第2の基本関数の第2のウインドウ化およびそれに続く時間/周波数変換の結果を表し、
前記第3のセットの基本関数係数が、前記第2の周波数値を有する前記第2の基本関数の第3のウインドウ化およびそれに続く時間/周波数変換の結果を表し、
前記第1のウインドウ化でのウインドウ(42)のウインドウ長が、前記第2および前記第3のウインドウ化でのウインドウ(40、41)のウインドウ長と異なり、前記第2のウインドウ(40)および前記第3のウインドウ(41)のウインドウ位置が、前記第2の基本関数に対して異なる点で、前記第1のウインドウ化、前記第2のウインドウ化および前記第3のウインドウ化が異なり、
前記第1の対象のスペクトル係数を計算するために、前記情報信号スペクトル係数のセットを前記基本関数係数の第1のセットで重み付けし、前記情報信号の前記ウインドウ化ブロックの第1の部分に対する第2の対象のスペクトル係数を得るために、前記情報信号スペクトル係数のセットを前記基本関数係数の第2のセットで重み付けし、情報信号の前記ウインドウ化ブロックの第1の部分と異なる、前記情報信号の前記ウインドウ化ブロックの第2の部分に対する前記第2の対象のスペクトル係数を得るために、前記情報信号スペクトル係数のセットを前記基本関数係数の第3のセットで重み付けする手段(16)とを備える、装置。 - 前記情報信号が音楽情報を有する音声信号で、前記対象のスペクトル係数が音階の階調である周波数値を有する、請求項1に記載の装置。
- 前記重み付け手段(16)が、前記情報信号スペクトル係数を含むベクトルによって、基本関数係数の第1、第2および第3のセットを含む行列の乗算を行うように形成された、請求項1または請求項2に記載の装置。
- 前記情報信号は音声信号であり、前記ウインドウ化手段(10)が、音声ウインドウとして矩形ウインドウを用いるように形成された、請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の装置。
- 前記第1のウインドウ化、前記第2のウインドウ化および前記第3のウインドウ化を行って基本関数係数を求めるウインドウが、矩形ウインドウである、請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の装置。
- 複素基本関数係数の第1のセット、複素基本関数係数の第2のセットおよび複素基本関数係数の第3のセットを供給する手段(14)は複素基本関数係数の第1のセット、複素基本関数係数の第2のセットおよび複素基本関数係数の第3のセットを求めるステップを有し、前記基本関数係数の第2のセットを求めるステップにおいて用いられるウインドウのウインドウ長と、前記基本関数係数の第3のセットを求めるウインドウ(41)のウインドウ長とが等しく、前記基本関数係数の第1のセットを求めるステップにおいて用いられるウインドウ(42)の半分である、請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の装置。
- 前記供給手段(14)が、別の基本関数をさらにウインドウ化演算した結果を表す基本関数係数のさらなるセットを供給するように形成され、前記さらなるセットの基本関数係数の数が、前記さらなるセットの基本関数係数が得られる基本関数の周波数値より低い周波数値を有する基本関数に対する基本関数係数のセットにおける複数の基本関数係数の2倍である、請求項1ないし請求項6のいずれかに記載の装置。
- 前記供給手段(14)が、前記第1の基本関数の周波数値よりも低い周波数値を有する別の基本関数に対する基本関数係数のセットをさらに供給するように形成され、別の基本関数のウインドウ化を行うウインドウ(46)が、前記基本関数係数の第1のセットを求めるウインドウ(42)よりも長く、基本関数係数の第1のセットを求める前記ウインドウ(42)のウインドウ位置と異なるウインドウ位置を有する、請求項1ないし請求項7のいずれかに記載の装置。
- 前記供給手段(14)は、基本関数係数セット内で、基準を満たす基本関数係数だけを供給し、前記基準の満たさない前記基本関数係数をゼロに設定するように形成された、請求項1ないし請求項8のいずれかに記載の装置。
- 前記供給手段(14)は、選択の結果として基本関数係数のセットを供給するように形成され、前記選択が、ウインドウ化(60)および変換(62)を行うことで得られたすべての基本関数係数の二乗および加算(63)を含み、前記加算は、さらに、加算した値がすべての基本関数係数の加算した値の所定の割合となるまで、最も大きい基本関数係数から開始する二乗基本関数係数の大きさを参照する加算を含み、加算に加わらない二乗基本関数係数が前記選択によって選択されない、請求項1ないし請求項9のいずれかに記載の装置。
- 前記供給手段(14)が、スケーリング(65)の結果として基本関数係数のセットを供給するように形成され、ウインドウ化(60)および変換(62)を行うことにより得られたすべての基本関数係数に対して加算を行った結果で、所定の基準を満たすすべての基本関数係数に重み付けし、スケーリング(65)の後に各セットに対して、セットにおける基本関数係数が他のセットにおける基本関数係数と同じエネルギーを有する、請求項10に記載の装置。
- 前記基本関数係数の第3のセットを求めるウインドウ(41)が、前記基本関数係数の第2のセットを求めるウインドウ(40)の直後にある、請求項1ないし請求項11のいずれかに記載の装置。
- 前記変換手段(12)が、情報信号スペクトル係数のセットとして複素スペクトル係数を供給するように形成された、請求項1ないし請求項12のいずれかに記載の装置。
- 前記変換手段(12)が、離散フーリエ変換および特に高速フーリエ変換を行うように形成された、請求項1ないし請求項13のいずれかに記載の装置。
- 前記供給手段(14)は、前記基本関数係数セットを供給するウインドウがすべて、前記基本関数係数の第1のセットを求めるウインドウ(42)のウインドウ長の整数比の長さであるように、基本関数係数のセットを供給するように形成された、請求項1ないし請求項14のいずれかに記載の装置。
- 前記供給手段(14)は、128ミリ秒の時間長を有する、前記第1のウインドウ(42)によるウインドウ化の結果として前記基本関数係数の第1のセットを供給するように形成され、前記供給手段(14)は、さらに、64ミリ秒の長さのウインドウ(40、41)によるウインドウ化の結果として、前記基本関数係数の第2のセットおよび前記基本関数係数の第3のセットを供給するように形成された、請求項1ないし請求項15のいずれかに記載の装置。
- 基本関数係数のセットを供給する装置(14)であって、
第1の基本関数が第1の周波数値を有し、第2の基本関数が前記第1の周波数値より高い第2の周波数値を有する、第1基本関数および第2の基本関数の時間表現を供給する手段(59)と、
第3のウインドウ(41)が第2のウインドウ(40)よりも時間的に後の第2の基本関数の一部に関係し、第1のウインドウ(42)により前記第1の基本関数のウインドウ化を行うとともに、前記第2のウインドウ(40)および前記第3のウインドウ(41)により前記第2の基本関数のウインドウ化を行う手段(60)と、
基本関数係数の第1のセットを得るために、前記第1のウインドウ(42)による前記第1の基本関数のウインドウ化の結果を時間/周波数変換し、基本関数係数の第2のセットを得るために、前記第2のウインドウ(40)による前記第2の基本関数のウインドウ化の結果を時間/周波数変換し(62)、基本関数係数の第3のセットを得るために、前記第3のウインドウ(41)による前記第2の基本関数の第3のウインドウ化の結果を時間/周波数変換する手段(63)とを備え、
前記第1のセット、前記第2のセット、および前記第3のセットは、請求項1にしたがって情報信号を変換する装置に利用可能である、装置。 - 所定の基準を満たす基本関数係数のセットから基本関数係数を選択し、前記所定の基準を満たさない選択されなかった基本関数係数をゼロに設定する手段(63、64)をさらに備える、請求項17に記載の装置。
- 一連のサンプルとして与えられる情報信号を対象のスペクトル係数を有するスペクトル表現に変換し、対象のスペクトル係数は対応する周波数値と対応する帯域幅とを含み、2つの隣接する対象のスペクトル係数の間の周波数間隔は可変である方法であって、
前記情報信号のウインドウ化(10)を行って、時間的長さを有する情報信号のウインドウ化ブロックを得るステップと、
サンプルのウインドウ化ブロックを、情報信号スペクトル係数のセットを有するスペクトル表現に変換する(12)ステップであって、前記情報信号スペクトル係数は隣接する情報信号スペクトル係数の間に一定の周波数間隔を有するものであるステップと、
複素基本関数係数の第1のセット、複素基本関数係数の第2のセットおよび複素基本関数係数の第3のセットを供給する(14)ステップとを含み、
前記第1のセットの基本関数係数が、第1の対象のスペクトル係数の第1の周波数値に対応する周波数を有する第1の基本関数の第1のウインドウ化およびそれに続く時間/周波数変換の結果を表し、
前記第2のセットの基本関数係数が、第2の対象のスペクトル係数の第2の周波数値に対応する周波数を有する第2の基本関数の第2のウインドウ化およびそれに続く時間/周波数変換の結果を表し、
前記第3のセットの基本関数係数が、前記第2の周波数値を有する前記第2の基本関数の第3のウインドウ化およびそれに続く時間/周波数変換の結果を表し、
前記第1のウインドウ化でのウインドウ(42)のウインドウ長が、前記第2および前記第3のウインドウ化でのウインドウ(40、41)のウインドウ長と異なり、前記第2のウインドウ(40)および前記第3のウインドウ(41)のウインドウ位置が、前記第2の基本関数に対して異なる点で、前記第1のウインドウ化、前記第2のウインドウ化および前記第3のウインドウ化が異なり、
前記第1の対象のスペクトル係数を計算するために、前記情報信号スペクトル係数のセットを前記基本関数係数の第1のセットで重み付けし、前記情報信号の前記ウインドウ化ブロックの第1の部分に対する第2の対象のスペクトル係数を得るために、前記情報信号スペクトル係数のセットを前記基本関数係数の第2のセットで重み付けし、情報信号の前記ウインドウ化ブロックの第1の部分と異なる、前記情報信号の前記ウインドウ化ブロックの第2の部分に対する前記第2の対象のスペクトル係数を得るために、前記情報信号スペクトル係数のセットを前記基本関数係数の第3のセットで重み付けする(16)ステップとを含む、方法。 - 基本関数係数のセットを供給する方法(14)であって、
第1の基本関数が第1の周波数値を有し、第2の基本関数が前記第1の周波数値より高い第2の周波数値を有する、第1基本関数および第2の基本関数の時間表現を供給する(59)ステップと、
第3のウインドウ(41)が第2のウインドウ(40)よりも時間的に後の第2の基本関数の一部に関係し、第1のウインドウ(42)により前記第1の基本関数のウインドウ化を行うとともに、前記第2のウインドウ(40)および前記第3のウインドウ(41)により前記第2の基本関数のウインドウ化を行う(60)ステップと、
基本関数係数の第1のセットを得るために、前記第1のウインドウ(42)による前記第1の基本関数のウインドウ化の結果を時間/周波数変換する(63)ステップと、
基本関数係数の第2のセットを得るために、前記第2のウインドウ(40)による前記第2の基本関数のウインドウ化の結果を時間/周波数変換する(62)ステップと、
基本関数係数の第3のセットを得るために、前記第3のウインドウ(41)による前記第2の基本関数の第3のウインドウ化の結果の時間/周波数ウインドウ化を行うステップとを含み、
前記第1のセット、前記第2のセット、および前記第3のセットが、請求項19の情報信号を変換する方法に使用可能である、方法。 - コンピュータに、請求項19に記載の情報信号を変換する方法または請求項20に記載の基本関数係数を供給する方法を実行させるためのコンピュータプログラム。
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