JP5111875B2 - スピーチ信号のスペクトル帯域幅を拡張する方法およびそのシステム - Google Patents
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Description
(項目1)
基本周波数の少なくとも高調波を含む帯域幅制限されたスピーチ信号のスペクトル帯域幅を拡張する方法であって、非線形関数は、該帯域幅制限されたスピーチ信号において減衰された該スピーチ信号の低周波数要素を生成するために、該帯域幅制限されたスピーチ信号に適用される、方法。
(項目2)
上記非線形関数が以下の二次関数
(項目3)
上記帯域幅制限されたスピーチ信号の最大値xmax(n)を決定するステップをさらに包含することを特徴とする、項目1または2に記載の方法。
(項目4)
上記係数が、
Knl,1,Knl,2,gmax,εは所定の定数であり、xmax(n)は、帯域幅制限されたスピーチ信号の絶対値の短時間最大値であり、xmit(n)は、非線形関数の出力の短時間平均値である、方法。
(項目5)
上記非線形関数を上記帯域幅制限されたスピーチ信号に適用した後、上記定数要素を取り除くステップをさらに包含することを特徴とする、項目1〜4のいずれか一項に記載の方法。
(項目6)
所定の値よりも低い低周波数信号要素を減衰するために、上記非線形関数を上記帯域幅制限されたスピーチ信号に適用した後、該信号をハイパスフィルタリングするステップをさらに包含することを特徴とする、項目1〜5のいずれか一項に記載の方法。
(項目7)
上記非線形関数を上記帯域幅制限されたスピーチ信号に適用した後、該信号をローパスフィルタリングするステップをさらに包含することを特徴とする、項目1〜6のいずれか一項に記載の方法であって、該帯域幅制限されたスピーチ信号に含まれる該信号要素は除去され、その結果、該帯域幅制限されたスピーチ信号において減衰された周波数要素を有する低周波数スピーチ信号を生じる、方法。
(項目8)
上記低周波数スピーチ信号を上記帯域幅制限されたスピーチ信号に加えるステップをさらに包含し、その結果、改善された帯域幅拡張されたスピーチ信号を生じることを特徴とする、項目7に記載の方法。
(項目9)
上記帯域幅制限されたスピーチ信号の周波数スペクトルの帯域幅の低い方の端を決定するステップをさらに包含し、所定の周波数スペクトルが該帯域幅制限されたスピーチ信号に含まれていない場合、低周波数要素が生成され、該帯域幅制限されたスピーチ信号に加えられることを特徴とする、項目1〜8のいずれか一項に記載の方法。
(項目10)
上記帯域幅制限されたスピーチ信号に既に含まれている周波数要素をフィルタ除去するローパスフィルタは、該スピーチ信号の決定された帯域幅にしたがって調整される、項目9に記載の方法。
(項目11)
上記帯域幅制限されたスピーチ信号の平均基本周波数を決定するステップをさらに包含することを特徴とする、項目1〜10のいずれか一項に記載の方法であって、上記ハイパスフィルタリングすることは該平均基本周波数に適合される、方法。
(項目12)
上記帯域幅制限されたスピーチ信号は、上記スピーチ信号のうちの低信号要素をフィルタ除去する電話通信ネットワークを介して送信されたスピーチ信号である、項目1〜11のいずれか一項に記載の方法。
(項目13)
帯域幅制限されたスピーチ信号のスペクトル帯域幅を拡張するシステムであって、
該帯域幅制限されたスピーチ信号の最大信号強度を決定する決定ユニット(31)と、
所定の信号要素よりも低いスピーチ信号の低周波数要素を生成するために、非線形関数が該帯域幅制限されたスピーチ信号に適用される、処理ユニット(32)と、
該非線形関数を該帯域幅制限されたスピーチ信号に適用した後、該信号をハイパスフィルタリングするためのハイパスフィルタ(33)と、
該非線形関数を該帯域幅制限されたスピーチ信号に適用した後、該信号をフィルタリングするローパスフィルタ(34)と、
該ハイパスフィルタリングおよびローパスフィルタリングされた信号が、オリジナルの帯域幅制限されたスピーチ信号に加えられる、加算器(35)と
を備える、システム。
(項目14)
上記帯域幅制限されたスピーチ信号の帯域幅を決定する帯域幅決定ユニット(61)をさらに備える、項目13に記載のシステム。
(項目15)
上記帯域幅制限されたスピーチ信号の平均基本周波数を決定する基本周波数決定ユニット(63)をさらに備える、項目13または14に記載のシステム。
本発明は、基本周波数の少なくとも高調波を含む帯域幅制限されたスピーチ信号のスペクトル帯域幅を拡張する方法に関し、非線形関数は、該帯域幅制限されたスピーチ信号において減衰された該スピーチ信号の低周波数要素を生成するために、該帯域幅制限されたスピーチ信号に適用される。
11 第2の加入者
15 ネットワーク
16 帯域幅拡張ユニット
21、22 スペクトルグラフ
31 決定ユニット
32 処理ユニット
33 ハイパスフィルタ
34 ローパスフィルタ
35 加算器
61 帯域幅決定ユニット
62 計算ユニット
63 基本周波数決定ユニット
64 フィルタ係数計算ユニット
Claims (12)
- 基本周波数の少なくとも高調波を含む帯域幅制限されたスピーチ信号x(n)のスペクトル帯域幅を拡張する方法であって、
該方法は、
非線形関数を、該帯域幅制限されたスピーチ信号に適用することにより、拡張されたスピーチ信号x nl (n)を生成することを含み、
該非線形関数が以下の二次関数
であり、係数c0、c1、およびc2は時間nに依存しており、
該係数が、
のように、決定され、K nl,1 、K nl,2 、g max 、εは所定の定数であり、x max (n)は、該帯域幅制限されたスピーチ信号の絶対値の短時間最大値であり、x mit (n)は、該二次関数の短時間平均値である、方法。 - 前記非線形関数を前記帯域幅制限されたスピーチ信号に適用した後、前記定数要素を取り除くステップをさらに包含することを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 所定の値よりも低い低周波数信号要素を減衰するために、前記非線形関数を前記帯域幅制限されたスピーチ信号に適用した後、該信号をハイパスフィルタリングするステップをさらに包含することを特徴とする、請求項1〜2のいずれか一項に記載の方法。
- 前記非線形関数を前記帯域幅制限されたスピーチ信号に適用した後、該信号をローパスフィルタリングするステップをさらに包含することを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法であって、該帯域幅制限されたスピーチ信号に含まれる該信号要素は除去され、その結果、該帯域幅制限されたスピーチ信号において減衰された周波数要素を有する低周波数スピーチ信号を生じる、方法。
- 前記低周波数スピーチ信号を前記帯域幅制限されたスピーチ信号に加えるステップをさらに包含し、その結果、改善された帯域幅拡張されたスピーチ信号を生じることを特徴とする、請求項4に記載の方法。
- 前記帯域幅制限されたスピーチ信号の周波数スペクトルの帯域幅の低い方の端を決定するステップをさらに包含し、所定の周波数スペクトルが該帯域幅制限されたスピーチ信号に含まれていない場合、低周波数要素が生成され、該帯域幅制限されたスピーチ信号に加えられることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記帯域幅制限されたスピーチ信号に既に含まれている周波数要素をフィルタ除去するローパスフィルタは、該スピーチ信号の決定された帯域幅にしたがって調整される、請求項6に記載の方法。
- 前記帯域幅制限されたスピーチ信号の平均基本周波数を決定するステップをさらに包含することを特徴とする、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法であって、前記ハイパスフィルタリングすることは該平均基本周波数に適合される、方法。
- 前記帯域幅制限されたスピーチ信号は、前記スピーチ信号のうちの低信号要素をフィルタ除去する電話通信ネットワークを介して送信されたスピーチ信号である、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。
- 帯域幅制限されたスピーチ信号のスペクトル帯域幅を拡張するシステムであって、
該帯域幅制限されたスピーチ信号の最大信号強度を決定する決定ユニット(31)と、
所定の信号要素よりも低いスピーチ信号の低周波数要素を生成するために、非線形関数が該帯域幅制限されたスピーチ信号に適用される、処理ユニット(32)であって、該非線形関数が以下の二次関数
であり、係数c0、c1、およびc2は時間nに依存しており、
該係数が、
のように、決定され、K nl,1 、K nl,2 、g max 、εは所定の定数であり、x max (n)は、該帯域幅制限されたスピーチ信号の絶対値の短時間最大値であり、x mit (n)は、該二次関数の短時間平均値である、処理ユニットと、
該非線形関数を該帯域幅制限されたスピーチ信号に適用した後、該信号をハイパスフィルタリングするためのハイパスフィルタ(33)と、
該非線形関数を該帯域幅制限されたスピーチ信号に適用した後、該信号をフィルタリングするローパスフィルタ(34)と、
該ハイパスフィルタリングおよびローパスフィルタリングされた信号が、オリジナルの帯域幅制限されたスピーチ信号に加えられる、加算器(35)と
を備える、システム。 - 前記帯域幅制限されたスピーチ信号の帯域幅を決定する帯域幅決定ユニット(61)をさらに備える、請求項10に記載のシステム。
- 前記帯域幅制限されたスピーチ信号の平均基本周波数を決定する基本周波数決定ユニット(63)をさらに備える、請求項10または11に記載のシステム。
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