[發明專利]聲音信號復原裝置以及聲音信號復原方法

有效

• 申請號: 201080055064.1
• 申請日: 2010-10-22
• 公開（公告）號: CN102652336A
• 公開（公告）日: 2012-08-29
• 發明（設計）人: 古田訓;田崎裕久
• 申請（專利權）人: 三菱電機株式會社
• 主分類號: G10L21/02
• 分類號: G10L21/02;H04M1/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 許海蘭

技術領域

本發明涉及從頻帶被限制為窄頻帶的聲音信號復原寬頻帶的聲音信號、以及對變差或者缺損的頻帶的聲音信號進行復原的聲音信號復原裝置及其方法。

背景技術

在模擬電話中，通過電話線路送來的聲音信號的頻帶被限制為例如300~3400Hz這樣的窄頻帶。因此，以往的電話線路的音質不能說很好。另外，在便攜電話等數字聲音通信中，由于比特率的嚴格的限制，與模擬線路同樣地，頻帶寬度被限制，所以在該情況下也不能說音質好。

另外，近年來，伴隨著聲音壓縮技術（聲音編碼技術）的發展，能夠以低比特率對寬頻帶（例如50~7000Hz）的聲音信號進行無線傳送。但是，發送側終端以及接收側終端這雙方需要支持對應的寬頻帶聲音編碼/解碼方法，并且在雙方的基站中也需要具備用于寬頻帶編碼的網絡，所以僅在一部分的業務通信系統中被實用化，為了在公共電話通信網中實施，不僅在經濟上成為大的負擔，而且直至普及需要大量的時間。

因此，依然未解決以往的模擬電話線路通信以及數字聲音通信的音質的問題。

因此，針對上述問題，作為在接收側從窄頻帶信號虛擬地生成或者復原寬頻帶信號的方法，例如公開了專利文獻1、2。在專利文獻1的頻帶擴展裝置中，計算窄頻帶聲音信號的自相關系數而抽出聲音的基本周期，并根據該基本周期得到寬頻帶聲音信號。另外，在專利文獻2的寬頻帶聲音信號復原裝置中，通過基于利用合成的分析法的編碼方法對窄頻帶聲音信號進行編碼，并對作為該編碼的最終結果而得到的音源信號或者聲音信號，進行零填充處理（oversampling：過采樣）而得到寬頻帶聲音信號。

專利文獻1：日本專利第3243174號（第3~5頁、圖1）

專利文獻2：日本專利第3230790號（第3~4頁、圖1）

發明內容

以往的聲音信號復原裝置由于如上所述構成，所以存在以下敘述的問題。

在專利文獻1公開的頻帶擴展裝置中，需要抽出窄頻帶聲音信號的基本周期。雖然公開了各種抽出聲音的基本周期的方案，但難以正確地抽出聲音信號的基本周期。在噪聲環境下更加困難。

在專利文獻2公開的寬頻帶聲音信號復原裝置中，具有無需抽出聲音信號的基本周期的優點。然而，所生成的寬頻帶音源信號雖然是從窄頻帶信號分析以及生成的信號，但由于是通過零填充處理（過采樣）而虛擬地生成的信號，所以混入了重疊失真分量，因此存在不適合寬頻帶聲音信號（尤其是高頻信號）、且音質變差這樣的問題。

本發明是為了解決上述那樣的問題而完成的，其目的在于提供一種高質量地復原聲音信號的聲音信號復原裝置以及聲音信號復原方法。

本發明的聲音信號復原裝置，具備：合成濾波器，組合音韻信號以及音源信號，生成多個聲音信號；失真評價部，使用規定的失真尺度，評價具有合成濾波器所生成的聲音信號的頻帶中的至少一部分頻帶的頻率分量的比較對象信號與合成濾波器所生成的多個聲音信號中的各個聲音信號的波形失真，并根據該評價結果，選擇多個聲音信號中的某一個；以及復原聲音信號生成部，使用失真評價部所選擇的聲音信號，生成復原聲音信號。

本發明的聲音信號復原方法，具備：合成濾波步驟，組合音韻信號以及音源信號，生成多個聲音信號；失真評價步驟，使用規定的失真尺度，評價具有在合成濾波步驟中生成的聲音信號的頻帶中的至少一部分頻帶的頻率分量的比較對象信號與在合成濾波步驟中生成的多個聲音信號中的各個聲音信號的波形失真，并根據該評價結果，選擇多個聲音信號中的某一個；以及復原聲音信號生成步驟，使用在失真評價步驟中所選擇的聲音信號，生成復原聲音信號。

根據本發明，組合音韻信號以及音源信號來生成多個聲音信號，使用規定的失真尺度，分別評價與比較對象信號的波形失真，并根據該評價結果來選擇某一個聲音信號而生成復原聲音信號，所以能夠提供將例如由于頻帶限制或者噪聲壓制而導致任意的頻帶的頻率分量欠缺了的比較對象信號高質量地進行復原的聲音信號復原裝置以及聲音信號復原方法。

附圖說明

圖1是示出本發明的實施方式1的聲音信號復原裝置100的結構的框圖。

圖2是示意性地示出本發明的實施方式1的聲音信號復原裝置100生成的聲音信號的曲線圖。

圖3是示出本發明的實施方式2的聲音信號復原裝置100的結構的框圖。

圖4是示出本發明的實施方式3的聲音信號復原裝置200的結構的框圖。

圖5是示意性地示出本發明的實施方式3的聲音信號復原裝置200生成的聲音信號的曲線圖。