JPH0736490A - 高調波付加回路 - Google Patents

高調波付加回路

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JPH0736490A
JPH0736490A JP20276693A JP20276693A JPH0736490A JP H0736490 A JPH0736490 A JP H0736490A JP 20276693 A JP20276693 A JP 20276693A JP 20276693 A JP20276693 A JP 20276693A JP H0736490 A JPH0736490 A JP H0736490A
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Haruo Sakata
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 帯域制限された信号源から高調波を発生させ
付加し、削除された高調波信号を復元し音声信号の音質
の向上を計る高調波付加回路。 【構成】 音声信号1を遅延回路3で遅延させ加算回路
12に加える。HPF2で音声信号1の帯域制限を行
う。ゼロクロス検出回路4はパルス列を出力し電子スイ
ッチ6を制御し、メモリ8−1,8−2,…,8−nを
順次選択する。メモリ8−1の書き込みクロック信号9
の周波数は音声信号周波数と比べて十分高い。ゼロクロ
ス検出回路4の出力を遅延回路5に入力遅延させメモリ
8−1,8−2,…,8−nの出力側の電子スイッチを
制御しメモリを順次選択する。読み出しのクロック信号
10の周波数は記憶時の周波数の2倍であり、入力信号
1の時間幅が1/2に圧縮される。2回繰り返して、読
み出した信号を減衰器11で振幅調整して高調波成分と
し加算回路12で遅延回路3を経た原信号1と加算し出
力13を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は音声信号の信号処理回路
に関し、特に、帯域制限された音声信号に高調波成分を
付加して音声信号を復元する高調波付加回路に関する。
【0002】
【従来の技術】図5は信号源の分布図の例であり信号分
布が0〜fmであるが、伝送系によって帯域がf0で制限
されている(すなわち、信号源に含まれているf≧f0
の成分は再現されない)例である。このような場合の具
体的な周波数の例として次のものを挙げることができ
る。 中波AMではf0=9KHz(実際には、7KHz位まで) FM放送ではf0=15KHz CDでは f0=22KHz
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このような制限による
f>f0成分の欠如は再生音の歯切れ良さや、音の艶の
消失の原因となっている。そこでf0>f>f0/2の成
分を受信信号から取り出して2乗回路により第2高調波
を発生させる方式が提案されている。この方式は、2乗
回路に正弦波cosωtを加えて出力の2cos2ωt=cos2ω
t+1から右辺のcos2ωtをフィルタで取り出して第2
高調波を発生させている。
【0004】具体的には、図6に示すようにf0/2〜
0をフィルタで取り出して2乗回路に加えてf0〜2f
0を得ることができる。しかしながら、上記方式では複
合音の場合に2つの周波数の和成分(混変調成分)を発
生しやすく、第2高調波の濁り音となるという問題点が
あった。この場合、基本波の帯域フィルタの帯域を狭く
することで混変調成分は発生頻度が減少するがこのよう
にすると回路構成が複雑になるという不都合があった。
【0005】本発明は上記問題点及び不都合に鑑みてな
されたものであり、帯域制限した音声信号の音質の向上
を計るため、帯域制限された信号源の高調波成分を取り
出して高調波を発生させて帯域制限信号に付加し、帯域
制限により削除された高調波信号を復元する高調波付加
回路の提供を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに第1の発明の高調波付加回路は、帯域制限された音
声信号の高域成分を抽出する抽出手段と、高域成分のゼ
ロクロスポイントに基づいてスイッチ制御パルスを生成
するスイッチ制御パルス生成手段と、高域成分を第1の
クロック周波数で記憶し、第2のクロック周波数で取り
出す複数の記憶手段と、スイッチ制御パルスに基づいて
抽出手段からの高域成分を複数の記憶手段に順次供給す
る第1のスイッチング手段と、スイッチ制御パルスに基
づいて前記各記憶手段に記憶されたそれぞれの高域成分
を順次合成手段に供給する第2のスイッチング手段と、
帯域制限された音声信号と第2のスイッチング手段を介
して供給された高域成分を合成する合成手段と、を有す
ることを特徴とする。
【0007】第2の発明の高調波付加回路は、帯域制限
された音声信号を所定時間遅延させる第1の遅延手段
と、帯域制限された音声信号から高域成分を抽出する抽
出手段と、高域成分のゼロクロスポイントの1サイクル
毎にスイッチ制御パルスを生成するスイッチ制御パルス
生成手段と、高域成分を第1のクロック周波数fkで記
憶し、第1のクロック周波数fkのN倍の周波数の第2
のクロック周波数で記憶された高域成分を取り出す複数
の記憶手段と、スイッチ制御パルスのサイクルに基づい
て抽出手段からの高域成分を複数の記憶手段に順次供給
する第1のスイッチング手段と、スイッチ制御パルスを
所定時間遅延させる第2の遅延手段と、遅延されたスイ
ッチ制御パルスに基づいて各記憶手段に記憶されたそれ
ぞれの高域成分を記憶された順に順次合成手段に供給す
る第2のスイッチング手段と、帯域制限された音声信号
と第2のスイッチング手段を介してNサイクルずつ供給
された高域成分を合成する合成手段と、を有することを
特徴とする。
【0008】
【作用】上記構成により本発明の高調波付加回路は、抽
出手段により帯域制限された音声信号の高域成分を抽出
し、スイッチ制御パルス生成手段により高域成分のゼロ
クロスポイントに基づいてスイッチ制御パルスを生成
し、複数の記憶手段が高域成分を第1のクロック周波数
で記憶し、第2のクロック周波数で読み出し、第1のス
イッチング手段によりスイッチ制御パルスに基づいて抽
出手段からの高域成分を複数の記憶手段に順次供給し、
第2のスイッチング手段によりスイッチ制御パルスに基
づいて前記各記憶手段に記憶されているそれぞれの高域
成分を合成手段に順次供給する。そして、合成手段によ
り帯域制限された音声信号と第2のスイッチング手段を
介して供給された高域成分を合成する。
【0009】第2の発明は第1の遅延手段により帯域制
限された音声信号を所定時間遅延させ、抽出手段により
帯域制限された音声信号から高域成分を抽出し、スイッ
チ制御パルス生成手段により高域成分のゼロクロスポイ
ントの1サイクル毎にスイッチ制御パルスを生成し、複
数の記憶手段が高域成分を第1のクロック周波数fk
記憶し、第1のクロック周波数fkのN倍の周波数の第
2のクロック周波数で高域成分を取り出し、第1のスイ
ッチング手段によりスイッチ制御パルスのサイクルに基
づいて抽出手段からの高域成分を複数の記憶手段に順次
供給し、第2の遅延手段によりスイッチ制御パルスを所
定時間遅延させ、第2のスイッチング手段により遅延さ
れたスイッチ制御パルスに基づいて各記憶手段に記憶さ
れたそれぞれの高域成分を合成手段に記憶された順に順
次供給する。そして、合成手段により帯域制限された音
声信号と前記第2のスイッチング手段を介してNサイク
ルずつ供給された高域成分を合成する。
【0010】
【実施例】図4は本発明の高調波付加回路の基本的原理
の説明図であり、図4(a)はf>f0/2のHPF
(ハイパスフィルタ)の出力e(t)を示し、図4(b)
は図4(a)のゼロクロスポイントのうちde/dt>
0の時間を矢印で示しt=t1,t2,t3,…としてい
る。
【0011】また、図4(c)では図4(a)の波形で
区間t2−t1(時間幅T1)を圧縮してT1/2とし(図
4(c)の実線部分)、更に時間幅T1/2を繰り返す
(図3(c)の破線部分)。次に、図4(a)の区間t
3−t2についても同様に圧縮してT2/2として繰り返
す。以下、同様にt4−t3,…,tn−tn-1についても
同様に圧縮してT3/2,…,Tn-1/2として繰り返
す。図4(d)は図4(c)の振幅を減衰して図4
(a)の信号に付加し所望の高周波信号とする。
【0012】図1は上述した基本的原理に基づく高調波
付加回路の一実施例の構成を示すブロック図であり、1
は音声信号、2はHPF(ハイパスフィルタ)であり抽
出手段に相当し、3,5は遅延時間をT0とする遅延回
路、4はゼロクロス検出回路でありスイッチ制御手段に
相当し、6はメモリ選択スイッチ(電子スイッチ)であ
り第2のスイッチング手段に相当し、7はメモリ読出し
スイッチ(電子スイッチ)であり第2のスイッチング手
段に相当し、8−1,8−2,…,8−nはメモリ、9
は書き込みクロック信号(周波数fk)、10は読出し
クロック信号(周波数2fk)、11は減衰器、12は
加算回路、13は出力信号である。
【0013】図1で、音声信号1を遅延回路3及びHP
F2に加える。遅延回路3では時間T0遅延させて加算
回路12に加える。HPF2は音声信号1の帯域制限を
行う。なお、伝送系の帯域制限により遮断周波数f0
2が変化することについては前述した通りである。
【0014】ゼロクロス検出回路4(詳細は後述;図2
参照)は図4(b)のt1,t2,t3,…のパルス列を
出力する。そして、ゼロクロス検出回路4の出力パルス
で電子スイッチ6を制御しメモリ8−1,8−2,…,
8−nを順次選択する。
【0015】メモリ8−1の書き込みクロック信号9の
周波数はfkであり音声信号周波数fと比べて十分高
い。メモリ8−1には例えば図4(a)のT1(t1〜t
2)を記憶する。以下同様にメモリ8−2には図4
(a)のT2(t2〜t3)を記憶し、…、メモリ8−n
には図4(a)のTn-1(tn-1〜tn)を記憶する。メ
モリ8−nの次にはメモリ8−1に記憶するが、この時
には先に記憶したメモリ8−1の内容は読出し済みであ
る。
【0016】更に、ゼロクロス検出回路4の出力を遅延
回路5に入力し時間T0遅延させてメモリ8−1,8−
2,…,8−nの出力側の電子スイッチ7を制御しメモ
リを順次選択する(すなわち、メモリ8−1に記憶され
た信号は時間T0に読み出される)。読み出しのクロッ
ク信号10の周波数2fkであり記憶時の周波数fkの2
倍であり、図4(c)に示すように図4(a)の時間幅
1がT1/2に圧縮される。なお、読み出しは2回繰り
返して行い図4(c)に示した実線と破線の各T1/2
の長さを再生する。メモリ8−2,…,8−nについて
も同様である。
【0017】従って電子スイッチ7の出力は図4(c)
に示す波形の信号となる。この信号を減衰器11で振幅
調整して高調波成分として加算回路12で(遅延回路3
でT0遅延させた)原信号と加算して出力13を得る。
また、読み出しのクロック信号10の再生クロックを3
kとして3回繰り返せば付加信号を第3高調波にする
ことができる。
【0018】図2は図1のゼロクロス検出回路4の詳細
な構成例を示すブロック図であり、図3はその各構成部
分の出力信号の説明図である。また図2で、14はリミ
ッタ、15は遅延時間τの遅延回路、16は差動増幅
器、17は整流回路である。図2において、図3(a)
に示すような波形のHPF2からの出力をリミッタ14
で図3(b)に示すように極性のみを示す方形波とす
る。リミッタ14の出力を遅延時間τの微小遅延回路1
5及び差動増幅器16に加える。遅延回路15の出力を
差動増幅器16に加えリミッタ14の出力と遅延回路1
5の出力の差を作ると図3(c)に示す波形の信号とな
る。この差信号を整流回路17に入力して正極性のみを
取り出すと図3(d)に示すようなt=t1,t2
3,…のパルス列を得る。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように本発明の高調波付加
回路によれば、帯域制限音声信号の再生系で帯域制限に
より失われた高調波成分を帯域制限内の信号の高調波成
分の高調波信号で代替することにより、歯切れのよい高
音質の再現音を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の高調波付加回路の一実施例のブロック
図である。
【図2】図1のゼロクロス検出回路の詳細な構成例を示
すブロック図である。
【図3】図2のゼロクロス検出回路の各構成部分の出力
信号の説明図である。
【図4】本発明の高調波付加回路の基本的原理の説明図
である。
【図5】信号源の分布図の例である。
【図6】帯域制限された信号に高調波を付加した例であ
る。
【符号の説明】
2 ハイパスフィルタ(抽出手段) 3,5 遅延回路 4 ゼロクロス検出回路(スイッチ制御パルス生成手
段) 6 メモリ選択スイッチ(第1のスイッチ) 7 メモリ読み出しスイッチ(第2のスイッチ) 8−1,8−2,…,8−n メモリ(記憶手段) 12 加算回路(合成手段)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 帯域制限された音声信号の高域成分を抽
    出する抽出手段と、 前記高域成分のゼロクロスポイントに基づいてスイッチ
    制御パルスを生成するスイッチ制御パルス生成手段と、 前記高域成分を第1のクロック周波数で記憶し、第2の
    クロック周波数で取り出す複数の記憶手段と、 前記スイッチ制御パルスに基づいて前記抽出手段からの
    高域成分を前記複数の記憶手段に順次供給する第1のス
    イッチング手段と、 前記スイッチ制御パルスに基づいて前記各記憶手段に記
    憶されたそれぞれの高域成分を順次合成手段に供給する
    第2のスイッチング手段と、 前記帯域制限された音声信号と前記第2のスイッチング
    手段を介して供給された高域成分を合成する合成手段
    と、 を有することを特徴とする高調波付加回路。
  2. 【請求項2】 帯域制限された音声信号を所定時間遅延
    させる第1の遅延手段と、 前記帯域制限された音声信号から高域成分を抽出する抽
    出手段と、 前記高域成分のゼロクロスポイントの1サイクル毎にス
    イッチ制御パルスを生成するスイッチ制御パルス生成手
    段と、 高域成分を第1のクロック周波数fkで記憶し、第1の
    クロック周波数fkのN倍の周波数の第2のクロック周
    波数で記憶された高域成分を取り出す複数の記憶手段
    と、 前記スイッチ制御パルスのサイクルに基づいて前記抽出
    手段からの高域成分を前記複数の記憶手段に順次供給す
    る第1のスイッチング手段と、 前記スイッチ制御パルスを前記所定時間遅延させる第2
    の遅延手段と、 前記遅延されたスイッチ制御パルスに基づいて前記各記
    憶手段に記憶されたそれぞれの高域成分を記憶された順
    に順次合成手段に供給する第2のスイッチング手段と、 前記帯域制限された音声信号と前記第2のスイッチング
    手段を介してNサイクルずつ供給された高域成分を合成
    する合成手段と、 を有することを特徴とする高調波付加回路。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0795860A3 (en) * 1996-03-13 1999-05-19 Fidelix Y.K. Apparatus for reproducing audio signals
JP2006085176A (ja) * 2004-09-17 2006-03-30 Harman Becker Automotive Systems Gmbh 帯域制限オーディオ信号の帯域拡大
KR100821499B1 (ko) * 2000-12-14 2008-04-11 소니 가부시끼 가이샤 정보 추출 장치

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KR100821499B1 (ko) * 2000-12-14 2008-04-11 소니 가부시끼 가이샤 정보 추출 장치
JP2006085176A (ja) * 2004-09-17 2006-03-30 Harman Becker Automotive Systems Gmbh 帯域制限オーディオ信号の帯域拡大

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