JPH0955778A - 音声信号の広帯域化装置 - Google Patents
音声信号の広帯域化装置Info
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- JPH0955778A JPH0955778A JP7207994A JP20799495A JPH0955778A JP H0955778 A JPH0955778 A JP H0955778A JP 7207994 A JP7207994 A JP 7207994A JP 20799495 A JP20799495 A JP 20799495A JP H0955778 A JPH0955778 A JP H0955778A
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- linear prediction
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- fundamental frequency
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 狭帯域音声信号を受信して広帯域化する音声
信号の広帯域化装置に関し、受信狭帯域音声信号を広帯
域化して再生音質を向上する。 【構成】 狭帯域音声受信器４により受信した狭帯域音
声信号の基本周波数を抽出する基本周波数抽出部１と、
狭帯域音声信号の線形予測分析による線形予測残差信号
を求め、この線形予測残差信号を基本周波数の整数倍だ
け周波数軸方向にシフトして、線形予測合成し、帯域拡
張した音声信号を出力する帯域拡張部２と、受信した狭
帯域音声信号と、帯域拡張部２により帯域拡張された音
声信号とを加算して広帯域音声信号をハンドセット５に
加える加算部３とを備えている。
信号の広帯域化装置に関し、受信狭帯域音声信号を広帯
域化して再生音質を向上する。 【構成】 狭帯域音声受信器４により受信した狭帯域音
声信号の基本周波数を抽出する基本周波数抽出部１と、
狭帯域音声信号の線形予測分析による線形予測残差信号
を求め、この線形予測残差信号を基本周波数の整数倍だ
け周波数軸方向にシフトして、線形予測合成し、帯域拡
張した音声信号を出力する帯域拡張部２と、受信した狭
帯域音声信号と、帯域拡張部２により帯域拡張された音
声信号とを加算して広帯域音声信号をハンドセット５に
加える加算部３とを備えている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電話回線等に於ける狭
帯域音声信号を受信して広帯域化する音声信号の広帯域
化装置に関する。人間の音声の生成は、例えば、声帯が
５０〜５００Ｈｚ程度の基本周波数（ピッチ周波数）で
振動してパルス状の音波（声帯波）を発生し、これが声
道を通過する時の声道の共振周波数に近い成分が強調さ
れて外部に送出されるのであり、バスの低音側からソプ
ラノの高音側までは、例えば、５０〜９０００Ｈｚ程度
の帯域となる。又通常の電話回線は３００〜３４００Ｈ
ｚの帯域を有するものである。通話内容を識別する為に
は、この電話回線の帯域でも充分であるが、例えば、マ
ルチメディア通信システムに適用する場合には、自然な
音声に近づけることが必要となる。
帯域音声信号を受信して広帯域化する音声信号の広帯域
化装置に関する。人間の音声の生成は、例えば、声帯が
５０〜５００Ｈｚ程度の基本周波数（ピッチ周波数）で
振動してパルス状の音波（声帯波）を発生し、これが声
道を通過する時の声道の共振周波数に近い成分が強調さ
れて外部に送出されるのであり、バスの低音側からソプ
ラノの高音側までは、例えば、５０〜９０００Ｈｚ程度
の帯域となる。又通常の電話回線は３００〜３４００Ｈ
ｚの帯域を有するものである。通話内容を識別する為に
は、この電話回線の帯域でも充分であるが、例えば、マ
ルチメディア通信システムに適用する場合には、自然な
音声に近づけることが必要となる。
【０００２】
【従来の技術】通常の電話回線による通信システムは、
例えば、図９に示すように、一方のハンドセット（送話
器）９１と、狭帯域音声送信器９２と、加入者線や交換
機等を含む伝送路９３と、狭帯域音声受信器９４と、他
方のハンドセット（受話器）９５とを含む構成であり、
ハンドセット９１，９５間は、狭帯域音声送信器９２，
伝送路９３，狭帯域音声受信器９４による帯域に従って
３００〜３４００Ｈｚの音声信号が伝送される。
例えば、図９に示すように、一方のハンドセット（送話
器）９１と、狭帯域音声送信器９２と、加入者線や交換
機等を含む伝送路９３と、狭帯域音声受信器９４と、他
方のハンドセット（受話器）９５とを含む構成であり、
ハンドセット９１，９５間は、狭帯域音声送信器９２，
伝送路９３，狭帯域音声受信器９４による帯域に従って
３００〜３４００Ｈｚの音声信号が伝送される。
【０００３】図１０は受話器の音響周波数特性曲線図で
あり、通常の電話機のハンドセットの受話器の特性の一
例を示し、電話回線の帯域の３００〜３４００Ｈｚより
広い再生出力帯域を有するものである。なお、ＩＳＤＮ
回線は、通常のアナログの電話回線に比較して広帯域で
あり、例えば、５０〜７０００Ｈｚの音声信号を６４ｋ
ｂｐｓでディジタル符号化して伝送することができる。
あり、通常の電話機のハンドセットの受話器の特性の一
例を示し、電話回線の帯域の３００〜３４００Ｈｚより
広い再生出力帯域を有するものである。なお、ＩＳＤＮ
回線は、通常のアナログの電話回線に比較して広帯域で
あり、例えば、５０〜７０００Ｈｚの音声信号を６４ｋ
ｂｐｓでディジタル符号化して伝送することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】音声のみの通信に於い
ては、前述の狭帯域音声信号による通信システムでも通
話内容を識別できるから、大きな問題は生じないが、画
像を見ながらの対話や、遠隔会議を行う場合等のマルチ
メディア通信システムに於いては、狭帯域音声通信で
は、臨場感や自然性に乏しくなり、サービス性に問題が
ある。なお、前述のＩＳＤＮ回線を適用して広帯域音声
通信を行うことが考えられるが、音声信号のディジタル
化処理等の音声符号器や復号器を備える必要があり、回
線使用料金も高いから、全体として通信コストが高くな
る問題がある。本発明は、狭帯域音声信号を受信して広
帯域化することを目的とする。
ては、前述の狭帯域音声信号による通信システムでも通
話内容を識別できるから、大きな問題は生じないが、画
像を見ながらの対話や、遠隔会議を行う場合等のマルチ
メディア通信システムに於いては、狭帯域音声通信で
は、臨場感や自然性に乏しくなり、サービス性に問題が
ある。なお、前述のＩＳＤＮ回線を適用して広帯域音声
通信を行うことが考えられるが、音声信号のディジタル
化処理等の音声符号器や復号器を備える必要があり、回
線使用料金も高いから、全体として通信コストが高くな
る問題がある。本発明は、狭帯域音声信号を受信して広
帯域化することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の音声信号の広帯
域化装置は、図１を参照して説明すると、（１）狭帯域
音声信号の基本周波数を検出する基本周波数抽出部１
と、狭帯域音声信号の線形予測残差信号を求め、この線
形予測残差信号を基本周波数の整数倍高域側と低域側と
の何れか一方又は両方に周波数をシフトして合成する帯
域拡張部２と、この帯域拡張部２により拡張された音声
信号と狭帯域音声信号とを加算して広帯域音声信号を出
力する加算部３とを備えている。
域化装置は、図１を参照して説明すると、（１）狭帯域
音声信号の基本周波数を検出する基本周波数抽出部１
と、狭帯域音声信号の線形予測残差信号を求め、この線
形予測残差信号を基本周波数の整数倍高域側と低域側と
の何れか一方又は両方に周波数をシフトして合成する帯
域拡張部２と、この帯域拡張部２により拡張された音声
信号と狭帯域音声信号とを加算して広帯域音声信号を出
力する加算部３とを備えている。
【０００６】（２）又受信した狭帯域音声信号の線形予
測分析により線形予測残差信号を求める線形予測分析部
及び逆フィルタと、狭帯域音声信号の基本周波数を抽出
する基本周波数抽出部と、線形予測残差信号を基本周波
数の整数倍だけ周波数軸方向にシフトするシフト部と、
このシフト部によりシフトされた線形予測残差信号を用
いて線形予測合成を行う線形予測合成部と、この線形予
測合成部により合成された音声信号と受信した狭帯域音
声信号とを加算して広帯域音声信号とする加算器とを備
えている。
測分析により線形予測残差信号を求める線形予測分析部
及び逆フィルタと、狭帯域音声信号の基本周波数を抽出
する基本周波数抽出部と、線形予測残差信号を基本周波
数の整数倍だけ周波数軸方向にシフトするシフト部と、
このシフト部によりシフトされた線形予測残差信号を用
いて線形予測合成を行う線形予測合成部と、この線形予
測合成部により合成された音声信号と受信した狭帯域音
声信号とを加算して広帯域音声信号とする加算器とを備
えている。
【０００７】（３）又受信した狭帯域音声信号の線形予
測分析により線形予測残差信号を求める線形予測分析部
及び逆フィルタと、狭帯域音声信号の基本周波数を抽出
する基本周波数抽出部と、線形予測残差信号を基本周波
数の整数倍だけ周波数軸方向にシフトするシフト部と、
線形予測残差信号とシフト部によりシフトされた線形予
測残差信号とを加算した広帯域の線形予測残差信号とし
て予測合成する線形予測合成部とを備えている。
測分析により線形予測残差信号を求める線形予測分析部
及び逆フィルタと、狭帯域音声信号の基本周波数を抽出
する基本周波数抽出部と、線形予測残差信号を基本周波
数の整数倍だけ周波数軸方向にシフトするシフト部と、
線形予測残差信号とシフト部によりシフトされた線形予
測残差信号とを加算した広帯域の線形予測残差信号とし
て予測合成する線形予測合成部とを備えている。
【０００８】（４）又基本周波数抽出部は、線形予測残
差信号から狭帯域音声信号の基本周波数を抽出する構成
とすることができる。
差信号から狭帯域音声信号の基本周波数を抽出する構成
とすることができる。
【０００９】（５）又基本周波数抽出部は、受信した狭
帯域音声信号の波形から狭帯域音声信号の基本周波数を
抽出する構成とすることができる。
帯域音声信号の波形から狭帯域音声信号の基本周波数を
抽出する構成とすることができる。
【００１０】（６）又基本周波数抽出部は、基本周波数
をパラメータの一つとして符号化した狭帯域音声信号の
復号器から、狭帯域音声信号の基本周波数を抽出する構
成とすることができる。
をパラメータの一つとして符号化した狭帯域音声信号の
復号器から、狭帯域音声信号の基本周波数を抽出する構
成とすることができる。
【００１１】（７）合成出力された広帯域音声信号を、
受話器の音響周波数特性を補正する補正回路を設けるこ
とができる。
受話器の音響周波数特性を補正する補正回路を設けるこ
とができる。
【００１２】
（１）狭帯域の電話回線を介して狭帯域の音声信号を、
狭帯域音声受信器４により受信し、基本周波数抽出部１
により狭帯域音声信号の基本周波数を抽出する。帯域拡
張部２は、狭帯域音声信号の線形予測残差信号を求め、
この線形予測残差信号を基本周波数の整数倍だけ、狭帯
域音声信号の高域側又は低域側又は両側へシフトする。
そして、それぞれの線形予測残差信号を線形予測合成し
て、その音声信号の拡張した帯域部分と、狭帯域音声信
号とを加算部３により加算し、広帯域音声信号としてハ
ンドセット（受話器）５に加える。又は周波数シフト処
理した線形予測残差信号の拡張部分を狭帯域残差信号に
加算して、広帯域残差信号とし、この広帯域残差信号を
線形予測合成して広帯域音声信号とすることもできる。
狭帯域音声受信器４により受信し、基本周波数抽出部１
により狭帯域音声信号の基本周波数を抽出する。帯域拡
張部２は、狭帯域音声信号の線形予測残差信号を求め、
この線形予測残差信号を基本周波数の整数倍だけ、狭帯
域音声信号の高域側又は低域側又は両側へシフトする。
そして、それぞれの線形予測残差信号を線形予測合成し
て、その音声信号の拡張した帯域部分と、狭帯域音声信
号とを加算部３により加算し、広帯域音声信号としてハ
ンドセット（受話器）５に加える。又は周波数シフト処
理した線形予測残差信号の拡張部分を狭帯域残差信号に
加算して、広帯域残差信号とし、この広帯域残差信号を
線形予測合成して広帯域音声信号とすることもできる。
【００１３】（２）又受信した狭帯域音声信号を線形予
測分析部により予測分析して線形予測係数を求め、狭帯
域音声信号を線形予測係数の逆特性を有する逆フィルタ
を介して線形予測残差信号を求めてシフト部に加え、又
基本周波数抽出部により狭帯域音声信号の基本周波数を
抽出し、シフト部に於いてこの基本周波数の整数倍だけ
線形予測残差信号を周波数軸方向にシフトする。それに
よって帯域拡張された線形予測残差信号となり、線形予
測合成により音声信号とし、この音声信号の帯域拡張部
分と狭帯域音声信号とを加算して、広帯域音声信号とす
る。
測分析部により予測分析して線形予測係数を求め、狭帯
域音声信号を線形予測係数の逆特性を有する逆フィルタ
を介して線形予測残差信号を求めてシフト部に加え、又
基本周波数抽出部により狭帯域音声信号の基本周波数を
抽出し、シフト部に於いてこの基本周波数の整数倍だけ
線形予測残差信号を周波数軸方向にシフトする。それに
よって帯域拡張された線形予測残差信号となり、線形予
測合成により音声信号とし、この音声信号の帯域拡張部
分と狭帯域音声信号とを加算して、広帯域音声信号とす
る。
【００１４】（３）又受信した狭帯域音声信号を線形予
測分析部により予測分析して線形予測係数を求め、狭帯
域音声信号を線形予測係数の逆特性を有する逆フィルタ
を介して線形予測残差信号を求めてシフト部に加え、又
基本周波数抽出部により狭帯域音声信号の基本周波数を
抽出し、シフト部に於いてこの基本周波数の整数倍だけ
線形予測残差信号を周波数軸方向にシフトする。このシ
フトされた線形予測残差信号の帯域拡張部分と前の線形
予測残差信号とを加算して広帯域の残差信号とし、この
残差信号を線形予測合成部に於いて合成し、広帯域音声
信号とする。
測分析部により予測分析して線形予測係数を求め、狭帯
域音声信号を線形予測係数の逆特性を有する逆フィルタ
を介して線形予測残差信号を求めてシフト部に加え、又
基本周波数抽出部により狭帯域音声信号の基本周波数を
抽出し、シフト部に於いてこの基本周波数の整数倍だけ
線形予測残差信号を周波数軸方向にシフトする。このシ
フトされた線形予測残差信号の帯域拡張部分と前の線形
予測残差信号とを加算して広帯域の残差信号とし、この
残差信号を線形予測合成部に於いて合成し、広帯域音声
信号とする。
【００１５】（４）線形予測残差信号には、有声音部分
は基本周波数を周期とする周期性を持つことから、基本
周波数抽出部に於いて、狭帯域音声信号の基本周波数を
抽出することができる。
は基本周波数を周期とする周期性を持つことから、基本
周波数抽出部に於いて、狭帯域音声信号の基本周波数を
抽出することができる。
【００１６】（５）又基本周波数抽出部は、狭帯域音声
信号の波形処理により、狭帯域音声信号の基本周波数を
抽出することができる。
信号の波形処理により、狭帯域音声信号の基本周波数を
抽出することができる。
【００１７】（６）又音声信号の符号化に於いて、基本
周波数，振幅，有声／無声判定等を含むパラメータを用
いる場合、符号化された狭帯域音声信号を受信し、復号
器により復号する時のパラメータの一つとして基本周波
数を得ることができる。従って、この基本周波数を利用
して、線形予測残差信号のシフトにより帯域拡張を行う
ことができる。
周波数，振幅，有声／無声判定等を含むパラメータを用
いる場合、符号化された狭帯域音声信号を受信し、復号
器により復号する時のパラメータの一つとして基本周波
数を得ることができる。従って、この基本周波数を利用
して、線形予測残差信号のシフトにより帯域拡張を行う
ことができる。
【００１８】（７）又ハンドセットの受話器の音響周波
数特性を補正するフィルタ等からなる補正回路によって
広帯域化された音声信号を補正し、ハンドセット５によ
る再生音質を更に改善することができる。
数特性を補正するフィルタ等からなる補正回路によって
広帯域化された音声信号を補正し、ハンドセット５によ
る再生音質を更に改善することができる。
【００１９】
【実施例】図１は本発明の第１の実施例の説明図であ
り、１は基本周波数抽出部、２は帯域拡張部、３は加算
部、４は狭帯域音声受信器、５はハンドセット（受話
器）である。通常の電話回線（図示せず）を介して狭帯
域音声信号が狭帯域音声受信器４に入力される。この実
施例は、基本周波数抽出部１と、帯域拡張部２と、加算
部３とにより広帯域化装置を構成した場合を示す。
り、１は基本周波数抽出部、２は帯域拡張部、３は加算
部、４は狭帯域音声受信器、５はハンドセット（受話
器）である。通常の電話回線（図示せず）を介して狭帯
域音声信号が狭帯域音声受信器４に入力される。この実
施例は、基本周波数抽出部１と、帯域拡張部２と、加算
部３とにより広帯域化装置を構成した場合を示す。
【００２０】基本周波数抽出部１は、狭帯域音声信号の
基本周波数（ピッチ周波数）を検出し、帯域拡張部２
は、狭帯域音声信号の線形予測残差信号を求め、この線
形予測残差信号を基本周波数の整数倍だけ高域側と低域
側との何れか一方又は両方に周波数シフトして合成す
る。即ち、線形予測分析を行い、線形予測残差信号を狭
帯域音声信号の高域側又は低域側にシフトして線形予測
合成を行うことにより、帯域拡張された音声を得ること
ができ、加算部３に於いて狭帯域音声信号に帯域拡張さ
れた部分の音声信号を加算し、広帯域音声信号をハンド
セット５に加える。従って、品質が改善された音声信号
による通話が可能となる。
基本周波数（ピッチ周波数）を検出し、帯域拡張部２
は、狭帯域音声信号の線形予測残差信号を求め、この線
形予測残差信号を基本周波数の整数倍だけ高域側と低域
側との何れか一方又は両方に周波数シフトして合成す
る。即ち、線形予測分析を行い、線形予測残差信号を狭
帯域音声信号の高域側又は低域側にシフトして線形予測
合成を行うことにより、帯域拡張された音声を得ること
ができ、加算部３に於いて狭帯域音声信号に帯域拡張さ
れた部分の音声信号を加算し、広帯域音声信号をハンド
セット５に加える。従って、品質が改善された音声信号
による通話が可能となる。
【００２１】例えば、３００〜３４００Ｈｚの狭帯域音
声信号に対して、帯域拡張部２に於いて、５０〜３００
Ｈｚの音声信号と、３４００〜７０００Ｈｚの音声信号
とを帯域フィルタを介して加算部３に於いて加算するこ
とにより、５０〜７０００Ｈｚの広帯域音声信号を形成
することができる。
声信号に対して、帯域拡張部２に於いて、５０〜３００
Ｈｚの音声信号と、３４００〜７０００Ｈｚの音声信号
とを帯域フィルタを介して加算部３に於いて加算するこ
とにより、５０〜７０００Ｈｚの広帯域音声信号を形成
することができる。
【００２２】図２は本発明の第２の実施例の説明図であ
り、１０は広帯域化装置、１１は基本周波数抽出部、１
２は帯域拡張部、１３ａは高域処理部、１３ｂは低域処
理部、１４，１４ａ，１４ｂは帯域通過フィルタ、１５
は加算器、１６はハンドセット（受話器）、１７は狭帯
域音声受信器、１８は電話回線等の伝送路、１９は狭帯
域音声送信器、２０はハンドセット（送話器）である。
り、１０は広帯域化装置、１１は基本周波数抽出部、１
２は帯域拡張部、１３ａは高域処理部、１３ｂは低域処
理部、１４，１４ａ，１４ｂは帯域通過フィルタ、１５
は加算器、１６はハンドセット（受話器）、１７は狭帯
域音声受信器、１８は電話回線等の伝送路、１９は狭帯
域音声送信器、２０はハンドセット（送話器）である。
【００２３】狭帯域音声受信器１７で受信した狭帯域音
声信号を広帯域化装置１０に加え、例えば、３００〜３
４００Ｈｚの帯域通過フィルタ１４を介して加算器１５
に加える。又高域処理部１３ａに於いては、基本周波数
抽出部１１により狭帯域音声信号の基本周波数を検出
し、帯域拡張部１２に於いて線形予測残差信号を高域側
へシフトして線形予測合成を行い、例えば、３４００〜
７０００Ｈｚの帯域通過フィルタ１４ａを介して加算器
１５に加える。又低域処理部１３ｂに於いて、基本周波
数抽出部１１により狭帯域音声信号の基本周波数を検出
し、帯域拡張部１２に於いて線形予測残差信号を低域側
へシフトして線形予測合成を行い、例えば、５０〜３０
０Ｈｚの帯域通過フィルタ１４ｂを介して加算器１５に
加える。
声信号を広帯域化装置１０に加え、例えば、３００〜３
４００Ｈｚの帯域通過フィルタ１４を介して加算器１５
に加える。又高域処理部１３ａに於いては、基本周波数
抽出部１１により狭帯域音声信号の基本周波数を検出
し、帯域拡張部１２に於いて線形予測残差信号を高域側
へシフトして線形予測合成を行い、例えば、３４００〜
７０００Ｈｚの帯域通過フィルタ１４ａを介して加算器
１５に加える。又低域処理部１３ｂに於いて、基本周波
数抽出部１１により狭帯域音声信号の基本周波数を検出
し、帯域拡張部１２に於いて線形予測残差信号を低域側
へシフトして線形予測合成を行い、例えば、５０〜３０
０Ｈｚの帯域通過フィルタ１４ｂを介して加算器１５に
加える。
【００２４】従って、加算器１５から５０〜７０００Ｈ
ｚの広帯域音声信号が出力されてハンドセット１６に加
えられることになる。即ち、狭帯域音声信号を受信し、
広帯域化装置１０によって広帯域化して受話器により再
生することができる。又この実施例の高域処理部１３ａ
と低域処理部１３ｂとに於ける基本周波数抽出部１１
は、同一の処理により基本周波数を抽出するから共通化
することができる。
ｚの広帯域音声信号が出力されてハンドセット１６に加
えられることになる。即ち、狭帯域音声信号を受信し、
広帯域化装置１０によって広帯域化して受話器により再
生することができる。又この実施例の高域処理部１３ａ
と低域処理部１３ｂとに於ける基本周波数抽出部１１
は、同一の処理により基本周波数を抽出するから共通化
することができる。
【００２５】図３は本発明の第３の実施例の説明図であ
り、２１は線形予測分析部、２２は逆フィルタ、２３は
基本周波数抽出部、２４はシフト部、２５は線形予測合
成部、２６は帯域通過フィルタ、２７は高域通過フィル
タ、２８は加算器、２９はＡＤ変換器（Ａ／Ｄ）、３０
はＤＡ変換器（Ｄ／Ａ）、３１はハンドセット（受話
器）である。
り、２１は線形予測分析部、２２は逆フィルタ、２３は
基本周波数抽出部、２４はシフト部、２５は線形予測合
成部、２６は帯域通過フィルタ、２７は高域通過フィル
タ、２８は加算器、２９はＡＤ変換器（Ａ／Ｄ）、３０
はＤＡ変換器（Ｄ／Ａ）、３１はハンドセット（受話
器）である。
【００２６】電話回線を介して受信した３００〜３４０
０Ｈｚのアナログの狭帯域音声信号をＡＤ変換器２９に
よりディジタル信号に変換し、線形予測分析部２１によ
り線形予測係数を求め、狭帯域音声信号を線形予測係数
の逆特性を有する逆フィルタ２２を介して、基本周波数
抽出部２３とシフト部２４とに加え、基本周波数抽出部
２３により狭帯域音声信号の基本周波数（ピッチ周波
数）を抽出し、シフト部２４に於いて基本周波数の整数
倍だけ線形予測残差信号を周波数軸方向にシフトする。
基本周波数抽出部２３は、例えば、既に知られている自
己相関法等によって、線形予測残差信号から基本周波数
を抽出する構成とすることができる。
０Ｈｚのアナログの狭帯域音声信号をＡＤ変換器２９に
よりディジタル信号に変換し、線形予測分析部２１によ
り線形予測係数を求め、狭帯域音声信号を線形予測係数
の逆特性を有する逆フィルタ２２を介して、基本周波数
抽出部２３とシフト部２４とに加え、基本周波数抽出部
２３により狭帯域音声信号の基本周波数（ピッチ周波
数）を抽出し、シフト部２４に於いて基本周波数の整数
倍だけ線形予測残差信号を周波数軸方向にシフトする。
基本周波数抽出部２３は、例えば、既に知られている自
己相関法等によって、線形予測残差信号から基本周波数
を抽出する構成とすることができる。
【００２７】又シフト部２４によりシフトされた線形予
測残差信号を線形予測合成部２５に於いて合成し、帯域
拡張された音声信号とし、帯域通過フィルタ２６によ
り、例えば、５０〜３００Ｈｚの音声信号を通過させて
加算器２８に加える。又高域通過フィルタ２７は、例え
ば、３００Ｈｚ以上の帯域の音声信号を通過させるもの
であり、加算器２８により加算することにより、５０〜
３４００Ｈｚの広帯域音声が得られる。これをＤＡ変換
器３０によりアナログ音声信号に変換し、ハンドセット
３１に加える。従って、３００〜３４００Ｈｚの狭帯域
音声信号を受信して、例えば、５０〜３４００Ｈｚの広
帯域音声信号を再生することができる。
測残差信号を線形予測合成部２５に於いて合成し、帯域
拡張された音声信号とし、帯域通過フィルタ２６によ
り、例えば、５０〜３００Ｈｚの音声信号を通過させて
加算器２８に加える。又高域通過フィルタ２７は、例え
ば、３００Ｈｚ以上の帯域の音声信号を通過させるもの
であり、加算器２８により加算することにより、５０〜
３４００Ｈｚの広帯域音声が得られる。これをＤＡ変換
器３０によりアナログ音声信号に変換し、ハンドセット
３１に加える。従って、３００〜３４００Ｈｚの狭帯域
音声信号を受信して、例えば、５０〜３４００Ｈｚの広
帯域音声信号を再生することができる。
【００２８】図４はシフト部の要部説明図であり、４
１，４２は乗算器、４３はπ／２の移相器、４４は加算
器である。入力信号をｓｉｎ（ｆｔ）とし、狭帯域音声
信号の基本周波数をｆ0 とすると、一方の乗算器４１に
はｃｏｓ（ｎｆ0 ｔ）、他方の乗算器４２にはｓｉｎ
（ｎｆ0 ｔ）を加える。従って、一方の乗算器４１の出
力信号は、ｓｉｎ（ｆｔ）・ｃｏｓ（ｎｆ0 ｔ）、他方
の乗算器４２の出力信号は、ｓｉｎ（ｆｔ−π／２）・
ｓｉｎ（ｎｆ0 ｔ）となり、加算器４４の出力信号は、
ｓｉｎ（ｆ−ｎｆ0 ）ｔとなる。この場合は、基本周波
数ｆ0 の整数ｎ倍であるｎｆ0 の低域側へのシフトを行
うことができる。同様にして、高域側へのシフトを行わ
せることも可能である。
１，４２は乗算器、４３はπ／２の移相器、４４は加算
器である。入力信号をｓｉｎ（ｆｔ）とし、狭帯域音声
信号の基本周波数をｆ0 とすると、一方の乗算器４１に
はｃｏｓ（ｎｆ0 ｔ）、他方の乗算器４２にはｓｉｎ
（ｎｆ0 ｔ）を加える。従って、一方の乗算器４１の出
力信号は、ｓｉｎ（ｆｔ）・ｃｏｓ（ｎｆ0 ｔ）、他方
の乗算器４２の出力信号は、ｓｉｎ（ｆｔ−π／２）・
ｓｉｎ（ｎｆ0 ｔ）となり、加算器４４の出力信号は、
ｓｉｎ（ｆ−ｎｆ0 ）ｔとなる。この場合は、基本周波
数ｆ0 の整数ｎ倍であるｎｆ0 の低域側へのシフトを行
うことができる。同様にして、高域側へのシフトを行わ
せることも可能である。
【００２９】図５は本発明の第４の実施例の説明図であ
り、５１は線形予測分析部、５２は逆フィルタ、５３は
基本周波数抽出部、５４はシフト部、５５は線形予測合
成部、５６は帯域通過フィルタ、５７は高域通過フィル
タ、５８は加算器、５９はＡＤ変換器（Ａ／Ｄ）、６０
はＤＡ変換器（Ｄ／Ａ）である。
り、５１は線形予測分析部、５２は逆フィルタ、５３は
基本周波数抽出部、５４はシフト部、５５は線形予測合
成部、５６は帯域通過フィルタ、５７は高域通過フィル
タ、５８は加算器、５９はＡＤ変換器（Ａ／Ｄ）、６０
はＤＡ変換器（Ｄ／Ａ）である。
【００３０】この実施例も前述の図３に示す実施例と同
様に、電話回線を介して受信した狭帯域音声信号をＡＤ
変換器５９によりディジタル信号に変換し、又基本周波
数抽出部５３に於いて狭帯域音声信号の基本周波数を抽
出し、シフト部５４に於いて基本周波数の整数倍だけ線
形予測残差信号を周波数軸方向にシフトするものであ
り、基本周波数抽出部５３は、狭帯域音声信号の波形処
理により基本周波数を抽出するもので、例えば、既に知
られている変形相関法等によって基本周波数を抽出する
構成とすることができる。又線形予測分析部５１，逆フ
ィルタ５２，シフト部５４，線形予測合成部５５，帯域
通過フィルタ５６の作用については、図３に示す実施例
と同様であるから、重複した説明は省略する。
様に、電話回線を介して受信した狭帯域音声信号をＡＤ
変換器５９によりディジタル信号に変換し、又基本周波
数抽出部５３に於いて狭帯域音声信号の基本周波数を抽
出し、シフト部５４に於いて基本周波数の整数倍だけ線
形予測残差信号を周波数軸方向にシフトするものであ
り、基本周波数抽出部５３は、狭帯域音声信号の波形処
理により基本周波数を抽出するもので、例えば、既に知
られている変形相関法等によって基本周波数を抽出する
構成とすることができる。又線形予測分析部５１，逆フ
ィルタ５２，シフト部５４，線形予測合成部５５，帯域
通過フィルタ５６の作用については、図３に示す実施例
と同様であるから、重複した説明は省略する。
【００３１】図６は本発明の第５の実施例の通信システ
ムの説明図であり、６１は狭帯域音声符号器、６２は狭
帯域音声送信器、６３は電話回線を含む伝送路、６４は
狭帯域音声受信器、６５は狭帯域音声復号器、６６は広
帯域化処理部、６７，６８はハンドセットである。狭帯
域音声符号器６１により、ハンドセット６７（送話器）
からの狭帯域音声信号の基本周波数や振幅をパラメータ
として符号化し、狭帯域音声送信器６２から伝送路６３
を介して送出し、狭帯域受信器６４により受信して、狭
帯域音声復号器６５により復号し、広帯域化処理部６６
に加える。
ムの説明図であり、６１は狭帯域音声符号器、６２は狭
帯域音声送信器、６３は電話回線を含む伝送路、６４は
狭帯域音声受信器、６５は狭帯域音声復号器、６６は広
帯域化処理部、６７，６８はハンドセットである。狭帯
域音声符号器６１により、ハンドセット６７（送話器）
からの狭帯域音声信号の基本周波数や振幅をパラメータ
として符号化し、狭帯域音声送信器６２から伝送路６３
を介して送出し、狭帯域受信器６４により受信して、狭
帯域音声復号器６５により復号し、広帯域化処理部６６
に加える。
【００３２】狭帯域音声復号器６５は、前述のように、
基本周波数ｆ0 をパラメータの一つとしている場合であ
るから、この基本周波数ｆ0 を抽出して広帯域化処理部
６６に加える。この広帯域化処理部６６は、線形予測残
差信号を基本周波数ｆ0 の整数倍だけシフトして帯域拡
張した線形予測残差信号を形成し、それを線形予測合成
して音声信号とし、ハンドセット６８（受話器）に加え
る。
基本周波数ｆ0 をパラメータの一つとしている場合であ
るから、この基本周波数ｆ0 を抽出して広帯域化処理部
６６に加える。この広帯域化処理部６６は、線形予測残
差信号を基本周波数ｆ0 の整数倍だけシフトして帯域拡
張した線形予測残差信号を形成し、それを線形予測合成
して音声信号とし、ハンドセット６８（受話器）に加え
る。
【００３３】図７は本発明の第５の実施例の説明図であ
り、７１は線形予測分析部、７２は逆フィルタ、７３は
基本周波数抽出部、７４はシフト部、７５は線形予測合
成部、７６は帯域通過フィルタ、７７は高域通過フィル
タ、７８は加算器、７９はＡＤ変換器（Ａ／Ｄ）、８０
はＤＡ変換器（Ｄ／Ａ）である。
り、７１は線形予測分析部、７２は逆フィルタ、７３は
基本周波数抽出部、７４はシフト部、７５は線形予測合
成部、７６は帯域通過フィルタ、７７は高域通過フィル
タ、７８は加算器、７９はＡＤ変換器（Ａ／Ｄ）、８０
はＤＡ変換器（Ｄ／Ａ）である。
【００３４】基本周波数抽出部７３は、図６の狭帯域音
声復号器６５からの基本周波数ｆ0が加えられるから、
それを狭帯域音声信号の基本周波数としてシフト部７４
に於ける線形予測残差信号のシフトを制御する。従っ
て、基本周波数抽出部７３は基本周波数ｆ0 を中継する
簡単な構成で済むことになる。又線形予測分析部７１，
逆フィルタ７２，シフト部７４，線形予測合成部７５，
帯域通過フィルタ７６の作用については、図３及び図５
に示す実施例と同様であるから、重複した説明は省略す
る。
声復号器６５からの基本周波数ｆ0が加えられるから、
それを狭帯域音声信号の基本周波数としてシフト部７４
に於ける線形予測残差信号のシフトを制御する。従っ
て、基本周波数抽出部７３は基本周波数ｆ0 を中継する
簡単な構成で済むことになる。又線形予測分析部７１，
逆フィルタ７２，シフト部７４，線形予測合成部７５，
帯域通過フィルタ７６の作用については、図３及び図５
に示す実施例と同様であるから、重複した説明は省略す
る。
【００３５】図８は本発明の第６の実施例の通信システ
ムの説明図であり、８１は補正回路、８２は狭帯域音声
送信器、８３は電話回線を含む伝送路、８４は狭帯域音
声受信器、８５は広帯域処理部、８６は補正回路、８７
はハンドセット（受話器）である。このハンドセット８
７は、例えば、図１０に示す音響周波数特性を有するも
のである。
ムの説明図であり、８１は補正回路、８２は狭帯域音声
送信器、８３は電話回線を含む伝送路、８４は狭帯域音
声受信器、８５は広帯域処理部、８６は補正回路、８７
はハンドセット（受話器）である。このハンドセット８
７は、例えば、図１０に示す音響周波数特性を有するも
のである。
【００３６】又広帯域処理部８５は、例えば、図６の広
帯域処理部６６に相当し、狭帯域音声信号の線形予測残
差信号を基本周波数の整数倍だけ周波数軸方向にシフト
し、線形予測合成により帯域拡張した音声信号を形成す
るものであり、補正回路８６は、更に受話器の音響周波
数特性を補正するように、低域を強調する補正を行うも
のである。それによって、受話器の再生音質を更に向上
することができる。この場合、広帯域処理部８５により
高域側に線形予測残差信号をシフトして、高域側の音声
信号を復元し、補正回路８６により高域を強調して、受
話器の再生音質を向上することもできる。
帯域処理部６６に相当し、狭帯域音声信号の線形予測残
差信号を基本周波数の整数倍だけ周波数軸方向にシフト
し、線形予測合成により帯域拡張した音声信号を形成す
るものであり、補正回路８６は、更に受話器の音響周波
数特性を補正するように、低域を強調する補正を行うも
のである。それによって、受話器の再生音質を更に向上
することができる。この場合、広帯域処理部８５により
高域側に線形予測残差信号をシフトして、高域側の音声
信号を復元し、補正回路８６により高域を強調して、受
話器の再生音質を向上することもできる。
【００３７】又狭帯域音声信号の送信側に於いて補正回
路８１を設け、送話器の音響周波数特性を補正し、更に
は受話器の音響周波数特性を補正することもできる。こ
のような補正と広帯域化処理部８５による音声信号の広
帯域化とにより、受話器の再生音質は一層向上すること
になる。
路８１を設け、送話器の音響周波数特性を補正し、更に
は受話器の音響周波数特性を補正することもできる。こ
のような補正と広帯域化処理部８５による音声信号の広
帯域化とにより、受話器の再生音質は一層向上すること
になる。
【００３８】前述の図３，図５，図７に示す実施例に於
いては、線形予測残差信号をシフト部２４，５４，７４
によりシフトして、線形予測合成部２５，５５，７５に
より線形予測合成し、帯域拡張した音声信号を生成し、
狭帯域音声信号と合成するものであるが、線形予測残差
信号と、シフト部２４，５４，７４により基本周波数の
整数倍だけ周波数軸方向にシフトされた線形予測残差信
号とを加算して、広帯域の残差信号を形成し、この残差
信号を線形予測合成により音声信号とし、広帯域化する
ことができる。又線形予測残差信号を高域側へシフトす
ることにより、狭帯域音声信号の高域側を復元して広帯
域化することもできる。
いては、線形予測残差信号をシフト部２４，５４，７４
によりシフトして、線形予測合成部２５，５５，７５に
より線形予測合成し、帯域拡張した音声信号を生成し、
狭帯域音声信号と合成するものであるが、線形予測残差
信号と、シフト部２４，５４，７４により基本周波数の
整数倍だけ周波数軸方向にシフトされた線形予測残差信
号とを加算して、広帯域の残差信号を形成し、この残差
信号を線形予測合成により音声信号とし、広帯域化する
ことができる。又線形予測残差信号を高域側へシフトす
ることにより、狭帯域音声信号の高域側を復元して広帯
域化することもできる。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、狭帯域
音声信号を受信し、その線形予測残差信号と基本周波数
とを用いて広帯域化処理を行うもので、伝送路をそのま
まとして、マルチメディア通信システムにも適用可能と
なるような音声品質の向上を図ることができる利点があ
る。
音声信号を受信し、その線形予測残差信号と基本周波数
とを用いて広帯域化処理を行うもので、伝送路をそのま
まとして、マルチメディア通信システムにも適用可能と
なるような音声品質の向上を図ることができる利点があ
る。
【図１】本発明の第１の実施例の説明図である。
【図２】本発明の第２の実施例の説明図である。
【図３】本発明の第３の実施例の説明図である。
【図４】シフト部の要部説明図である。
【図５】本発明の第４の実施例の説明図である。
【図６】本発明の第５の実施例の通信システムの説明図
である。
である。
【図７】本発明の第５の実施例の説明図である。
【図８】本発明の第６の実施例の通信システムの説明図
である。
である。
【図９】従来例の通信システムの説明図である。
【図１０】受話器の音響周波数特性曲線図である。
【符号の説明】 １ 基本周波数抽出部 ２ 帯域拡張部 ３ 加算部 ４ 狭帯域音声受信器 ５ ハンドセット（受話器）
Claims (7)
- 【請求項１】 狭帯域音声信号を受信して広帯域化する
音声信号の広帯域化装置に於いて、 前記狭帯域音声信号の基本周波数を検出する基本周波数
抽出部と、 前記狭帯域音声信号の線形予測残差信号を求め、該線形
予測残差信号を前記基本周波数の整数倍を高域側と低域
側との何れか一方又は両方に周波数をシフトして合成す
る帯域拡張部と、 該帯域拡張部により拡張された音声信号と前記狭帯域音
声信号とを加算して広帯域音声信号を出力する加算部と
を備えたことを特徴とする音声信号の広帯域化装置。 - 【請求項２】 受信した前記狭帯域音声信号の線形予測
分析により線形予測残差信号を求める線形予測分析部及
び逆フィルタと、前記狭帯域音声信号の基本周波数を抽
出する基本周波数抽出部と、前記線形予測残差信号を前
記基本周波数の整数倍だけ周波数軸方向にシフトするシ
フト部と、該シフト部によりシフトされた前記線形予測
残差信号を用いて線形予測合成を行う線形予測合成部
と、該線形予測合成部により合成された音声信号の拡張
した帯域部分と前記受信した狭帯域音声信号とを加算し
て広帯域音声とする加算器とを備えたことを特徴とする
請求項１記載の音声信号の広帯域化装置。 - 【請求項３】 受信した前記狭帯域音声信号の線形予測
分析により線形予測残差信号を求める線形予測分析部及
び逆フィルタと、前記狭帯域音声信号の基本周波数を抽
出する基本周波数抽出部と、前記線形予測残差信号を前
記基本周波数の整数倍だけ周波数軸方向にシフトするシ
フト部と、前記線形予測残差信号と前記シフト部により
シフトされた前記線形予測残差信号とを加算して広帯域
の線形予測残差信号として予測合成する線形予測合成部
とを備えたことを特徴とする請求項１記載の音声信号の
広帯域化装置。 - 【請求項４】 前記基本周波数抽出部は、前記線形予測
残差信号から狭帯域音声信号の基本周波数を抽出する構
成を有することを特徴とする請求項１又は２又は３記載
の音声信号の広帯域化装置。 - 【請求項５】 前記基本周波数抽出部は、受信した前記
狭帯域音声信号の波形から前記狭帯域音声信号の基本周
波数を抽出する構成を有することを特徴とする請求項１
又は２又は３記載の音声信号の広帯域化装置。 - 【請求項６】 前記基本周波数抽出部は、基本周波数を
パラメータの一つとして符号化した前記狭帯域音声信号
の復号器から、前記狭帯域音声の基本周波数を抽出する
構成を有することを特徴とする請求項１又は２又は３記
載の音声信号の広帯域化装置。 - 【請求項７】 合成出力された広帯域音声信号を、受話
器の音響周波数特性を補正する補正回路を設けたことを
特徴とする請求項１乃至６項の何れか１項記載の音声信
号の広帯域化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7207994A JPH0955778A (ja) | 1995-08-15 | 1995-08-15 | 音声信号の広帯域化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7207994A JPH0955778A (ja) | 1995-08-15 | 1995-08-15 | 音声信号の広帯域化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0955778A true JPH0955778A (ja) | 1997-02-25 |
Family
ID=16548925
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7207994A Withdrawn JPH0955778A (ja) | 1995-08-15 | 1995-08-15 | 音声信号の広帯域化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0955778A (ja) |
Cited By (27)
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-
1995
- 1995-08-15 JP JP7207994A patent/JPH0955778A/ja not_active Withdrawn
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| US9691399B1 (en) | 2000-05-23 | 2017-06-27 | Dolby International Ab | Spectral translation/folding in the subband domain |
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