JP5458057B2 - 信号広帯域化装置、信号広帯域化方法、及びそのプログラム - Google Patents
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Description
前記のように、従来からの電話システムで伝送される音声の周波数帯域の下限は300Hz前後である。ITU−Tでは、典型的な電話機の送話周波数特性として、IRS(またはモディファイドIRS)と呼ばれる推奨特性を規定している。しかし、最近の電話機・電話システムでは、IRS特性に準拠しないものが増えてきている。具体的には、音声の周波数帯域の下限が100Hz程度であるものや、平坦な周波数スペクトル特性を持っているものがある。これは、電話機のマイクロフォンにオーディオ用のものが利用されることや、ディジタルの通信回線で利用されることを想定した設計であることによる。これらの特性は一般にFLATと呼ばれるが、FLATという厳密な規格があるわけではないので、最近の電話機・電話システムは、狭帯域信号でも特性がバラバラであるといえる。
R≧T1のときはc=1
R≦T2のときはc=0
T2<R<T1のときは、c=(R−T2)/(T1−T2)
とする。ここで、T1とT2はそれぞれあらかじめ決められた閾値である。一例として、T1に0.95、T2に0.75を用いることができる。また1≧T1>T2≧0であれば、他の値を用いてもよい。前記のように、Rとしてパワーの差を用いるときは、0≧T1>T2となるような閾値を用いる。
R≧V1のときはGn(k)=G1(k)
V1>R≧V2のときはGn(k)=G2(k)
V2>R≧V3のときはGn(k)=G3(k)
:
VN−1>RのときはGn(k)=GN(k)
のように、複数の閾値を設け、閾値とRの値を比較することによって各閾値に対応するゲインを選択するとよい。
Claims (11)
- 狭帯域信号を第1のカットオフ周波数でフィルタリングするハイパスフィルタである第1フィルタと、
前記狭帯域信号を前記第1フィルタと異なる第2のカットオフ周波数でフィルタリングするハイパスフィルタである第2フィルタと、
前記第1フィルタでフィルタリングされた前記狭帯域信号の一定時間長のパワーである第1パワーを計算する第1パワー計算部と、
前記第2フィルタでフィルタリングされた前記狭帯域信号の一定時間長のパワーである第2パワーを計算する第2パワー計算部と、
前記第1パワーと前記第2パワーの比であるパワー比を計算するパワー比計算部と、
前記パワー比の値に応じて低域強調レベルを決定する低域強調レベル決定部と、
前記狭帯域信号を周波数領域の信号に変換する周波数領域変換部と、
周波数ごとの低域強調のゲイン係数と前記低域強調レベルとから修正ゲイン係数を計算するレベル乗算部と、
前記周波数領域の信号と前記修正ゲイン係数とを周波数ごとに乗算し、低域強調された周波数領域の信号を生成するゲイン乗算部と、
前記周波数領域の信号の一部または全部を複製することによって、4kHzを超える周波数帯域の周波数領域の信号を生成する複製部と、
前記低域強調された周波数領域の信号と前記4kHzを超える周波数帯域の周波数領域の信号とを結合して周波数領域の広帯域信号を生成する結合部と、
前記周波数領域の広帯域信号を時間領域の信号に変換し、擬似広帯域信号として出力する周波数逆変換部と、
を備える信号広帯域化装置。 - 請求項1に記載の信号広帯域化装置において、
パーコール分析または線形予測分析を用いて前記狭帯域信号のパーコール係数を計算するパーコール分析部と、
前記パーコール係数が小さいほど高域側に比べて低域側の値が大きいゲイン係数を周波数ごとに生成するゲイン係数決定部と、
を更に備え、
前記レベル乗算部は、前記ゲイン係数決定部で生成したゲイン係数と前記低域強調レベルとを用いて修正ゲイン係数を計算する
ことを特徴とする擬似広帯域音声信号生成装置。 - 狭帯域信号を第1のカットオフ周波数でフィルタリングするハイパスフィルタである第1フィルタと、
前記狭帯域信号を前記第1フィルタと異なる第2のカットオフ周波数でフィルタリングするハイパスフィルタである第2フィルタと、
前記第1フィルタでフィルタリングされた前記狭帯域信号の一定時間長のパワーである第1パワーを計算する第1パワー計算部と、
前記第2フィルタでフィルタリングされた前記狭帯域信号の一定時間長のパワーである第2パワーを計算する第2パワー計算部と、
前記第1パワーと前記第2パワーのパワー比を計算するパワー比計算部と、
前記狭帯域信号を周波数領域の信号に変換する周波数領域変換部と、
複数のゲイン係数があらかじめ記録されたゲインテーブルと、
前記ゲインテーブルを参照し、所定の規則に基づき前記パワー比の値に対応するゲイン係数を選択するゲイン選択部と、
前記周波数領域の信号と前記選択されたゲイン係数とを周波数ごとに乗算し、低域強調された周波数領域の信号を生成するゲイン乗算部と、
前記周波数領域の信号の一部または全部を複製することによって、4kHzを超える周波数帯域の周波数領域の信号を生成する複製部と、
前記低域強調された周波数領域の信号と前記4kHzを超える周波数帯域の周波数領域の信号とを結合して周波数領域の広帯域信号を生成する結合部と、
前記周波数領域の広帯域信号を時間領域の信号に変換し、擬似広帯域信号として出力する周波数逆変換部と、
を備える信号広帯域化装置。 - 請求項1乃至3のいずれかに記載の信号広帯域化装置において、
あらかじめ指定した時間長に対応する個数の前記第1パワーを保持する第1メモリと、
前記第1メモリに保持された1個以上の第1パワーと前記第1パワー計算部から送られた第1パワーとの和である第1パワー和を計算する第1加算部と、
あらかじめ指定した時間長に対応する個数の前記第2パワーを保持する第2メモリと、
前記第2メモリに保持された1個以上の第2パワーと前記第2パワー計算部から送られた第2パワーとの和である第2パワー和を計算する第2加算部と、
を更に備え、
前記パワー比計算部は、前記パワー比を前記第1パワー和と前記第2パワー和の比として計算する
ことを特徴とする信号広帯域化装置。 - 請求項4に記載の信号広帯域化装置において、
第1スイッチと第2スイッチと制御部とを更に備え、
前記第1スイッチは、前記第1パワー計算部と前記第1メモリ及び前記第1加算部との間に設けられ、
前記第2スイッチは、前記第2パワー計算部と前記第2メモリ及び前記第2加算部との間に設けられ、
前記制御部は、前記狭帯域信号を分析し、その結果に応じて前記第1スイッチと前記第2スイッチの開閉を制御する
ことを特徴とする信号広帯域化装置。 - 狭帯域信号を第1のカットオフ周波数でハイパスフィルタリングする第1フィルタリングステップと、
前記狭帯域信号を前記第1フィルタリングステップと異なる第2のカットオフ周波数でフィルタリングする第2フィルタリングステップと、
前記第1フィルタリングステップでフィルタリングされた前記狭帯域信号の一定時間長のパワーである第1パワーを計算する第1パワー計算ステップと、
前記第2フィルタリングステップでフィルタリングされた前記狭帯域信号の一定時間長のパワーである第2パワーを計算する第2パワー計算ステップと、
前記第1パワーと前記第2パワーの比であるパワー比を計算するパワー比計算ステップと、
前記パワー比の値に応じて低域強調レベルを決定する低域強調レベル決定ステップと、
周波数ごとの低域強調のゲイン係数と前記低域強調レベルとから修正ゲイン係数を計算するレベル乗算ステップと、
前記狭帯域信号を周波数領域の信号に変換する周波数領域変換ステップと、
前記周波数領域の信号と前記修正ゲイン係数とを周波数ごとに乗算し、低域強調された周波数領域の信号を生成するゲイン乗算ステップと、
前記周波数領域の信号の一部または全部を複製することによって、4kHzを超える周波数帯域の周波数領域の信号を生成する複製ステップと、
前記低域強調された周波数領域の信号と前記4kHzを超える周波数帯域の周波数領域の信号とを結合して周波数領域の広帯域信号を生成する結合ステップと、
前記周波数領域の広帯域信号を時間領域の信号に変換し、擬似広帯域信号として出力する周波数逆変換ステップと、
を実行する信号広帯域化方法。 - 請求項6に記載の信号広帯域化方法において、
パーコール分析または線形予測分析を用いて前記狭帯域信号のパーコール係数を計算するパーコール分析ステップと、
前記パーコール係数が小さいほど高域側に比べて低域側の値が大きいゲイン係数を周波数ごとに生成するゲイン係数決定ステップと、
を更に実行し、
前記レベル乗算ステップは、前記ゲイン係数決定ステップで生成したゲイン係数と前記低域強調レベルとを用いて修正ゲイン係数を計算する
ことを特徴とする擬似広帯域音声信号生成方法。 - 狭帯域信号を第1のカットオフ周波数でハイパスフィルタリングする第1フィルタリングステップと、
前記狭帯域信号を前記第1フィルタリングステップと異なる第2のカットオフ周波数でフィルタリングする第2フィルタリングステップと、
前記第1フィルタリングステップでフィルタリングされた前記狭帯域信号の一定時間長のパワーである第1パワーを計算する第1パワー計算ステップと、
前記第2フィルタリングステップでフィルタリングされた前記狭帯域信号の一定時間長のパワーである第2パワーを計算する第2パワー計算ステップと、
前記第1パワーと前記第2パワーの比であるパワー比を計算するパワー比計算ステップと、
複数のゲイン係数があらかじめ記録されたゲインテーブルを参照し、所定の規則に基づき前記パワー比の値に対応するゲイン係数を選択するゲイン選択ステップと、
前記狭帯域信号を周波数領域の信号に変換する周波数領域変換ステップと、
前記周波数領域の信号と前記選択されたゲイン係数とを周波数ごとに乗算し、低域強調された周波数領域の信号を生成するゲイン乗算ステップと、
前記周波数領域の信号の一部または全部を複製することによって、4kHzを超える周波数帯域の周波数領域の信号を生成する複製ステップと、
前記低域強調された周波数領域の信号と前記4kHzを超える周波数帯域の周波数領域の信号とを結合して周波数領域の広帯域信号を生成する結合ステップと、
前記周波数領域の広帯域信号を時間領域の信号に変換し、擬似広帯域信号として出力する周波数逆変換ステップと、
を実行する信号広帯域化方法。 - 請求項6乃至8のいずれかに記載の信号広帯域化方法において、
あらかじめ指定した時間長に対応する個数の前記第1パワーを保持する第1メモリに保持された1個以上の第1パワーと前記第1パワー計算ステップで計算された第1パワーとの和である第1パワー和を計算する第1加算ステップと、
あらかじめ指定した時間長に対応する個数の前記第2パワーを保持する第2メモリに保持された1個以上の第2パワーと前記第2パワー計算ステップで計算された第2パワーとの和である第2パワー和を計算する第2加算ステップと、
を更に実行し、
前記パワー比計算ステップは、前記パワー比を前記第1パワー和と前記第2パワー和の比として計算する
ことを特徴とする信号広帯域化方法。 - 請求項9に記載の信号広帯域化方法において、
前記狭帯域信号を分析し、その結果に応じて前記第1パワー計算ステップで計算された第1パワーと前記第2パワー計算ステップで計算された第2パワーを、それぞれ前記第1加算ステップと前記第2加算ステップに与えるか否かを制御する制御ステップを更に実行する
ことを特徴とする信号広帯域化方法。 - 請求項1乃至5のいずれかに記載の信号広帯域化装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
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JP2011110148A JP5458057B2 (ja) | 2011-05-17 | 2011-05-17 | 信号広帯域化装置、信号広帯域化方法、及びそのプログラム |
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JP2011110148A JP5458057B2 (ja) | 2011-05-17 | 2011-05-17 | 信号広帯域化装置、信号広帯域化方法、及びそのプログラム |
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JP2011110148A Active JP5458057B2 (ja) | 2011-05-17 | 2011-05-17 | 信号広帯域化装置、信号広帯域化方法、及びそのプログラム |
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