[發(fā)明專利]語音頻帶擴展裝置和語音頻帶擴展方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110179765.2
• 申請日: 2011-06-29
• 公開（公告）號: CN102419980A
• 公開（公告）日: 2012-04-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 外川太郎;伊藤周作;大谷猛;鈴木政直;大田恭士
• 申請（專利權(quán)）人: 富士通株式會社
• 主分類號: G10L21/02
• 分類號: G10L21/02
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 李輝;王伶

技術(shù)領(lǐng)域

本文中所討論的實施方式致力于語音頻帶擴展裝置和語音頻帶擴展方法。

背景技術(shù)

為了高效利用通信頻帶，通信工具(如，移動電話)通過去除語音信號的低音分量和高音分量來執(zhí)行語音通信。但是，如果去除了語音信號的低音分量和高音分量，則會降低聲音質(zhì)量，因此，已經(jīng)提出了改善已降低聲音質(zhì)量的技術(shù)。

例如，存在通過人工生成已丟失的高音分量的語音信號來提高聲音質(zhì)量的常規(guī)技術(shù)1。圖26至圖28是用于說明常規(guī)技術(shù)1的示意圖。圖26至圖28中的水平軸代表頻率，而垂直軸代表音量。

如圖26所示，語音信號是例如0至6千赫的寬帶信號。當(dāng)發(fā)送寬帶信號時，如果限制頻帶為0至4千赫，則丟失4至6千赫的高音分量。換句話說，如圖27所示，所發(fā)送的語音信號降級到0至4千赫的窄帶信號。根據(jù)常規(guī)技術(shù)1，接收窄帶信號作為輸入信號，通過使用丟失頻帶相鄰的2至4千赫的信號，人工生成用于補償丟失信號的擴展信號。如圖28所示，接著，將擴展信號與窄帶信號相加，使得0至4千赫的頻帶擴展到0至6千赫的頻帶，因此，提高了聲音質(zhì)量。由虛線所示的信號表示擴展信號。

而且，當(dāng)輸入信號包括許多噪聲時，可使用常規(guī)技術(shù)2，該常規(guī)技術(shù)2在抑制噪聲影響的同時提高聲音質(zhì)量。圖29至圖32是用于說明常規(guī)技術(shù)2的示意圖。根據(jù)圖29至圖32，下面說明丟失了4至6千赫的高音分量并且通過使用2至4千赫的相鄰頻帶中的信號，生成擴展信號的情況。圖29和圖31中的水平軸表示頻率，而垂直軸表示音量。圖29和圖31中的陰影部分表示語音信號中所包括的噪聲電平，并且由虛線所示的信號表示擴展信號。而且，圖30表示與圖29相對應(yīng)的信噪比(SNR：signal?noise?ratio)的大小，并且圖32表示與圖31相對應(yīng)的SNR的大小。SNR表示語音大小與噪聲大小的比，并且SNR的值越高，表示語音的大小越高。

如圖29至圖30所示，根據(jù)常規(guī)技術(shù)2，當(dāng)相鄰頻帶的SNR較高，噪聲較少時，通過使用相鄰頻帶中的信號來生成擴展信號，由此提高聲音質(zhì)量。但是，如圖31至圖32所示，當(dāng)相鄰頻帶的SNR較小，噪聲很多時，如果通過使用相鄰頻帶中的信號生成擴展信號，則包括許多噪聲，因此，不利地降低了聲音質(zhì)量。由此，根據(jù)常規(guī)技術(shù)2，當(dāng)擴展信號包括許多噪聲時，使整個擴展信號的電平衰減，由此在抑制噪聲影響的同時提高了聲音質(zhì)量。

下面說明根據(jù)常規(guī)技術(shù)2的語音頻帶擴展裝置的構(gòu)造的一個示例。圖33是用于說明根據(jù)常規(guī)技術(shù)2的語音頻帶擴展裝置的構(gòu)造的一個示例的示意圖。如圖33所示，語音頻帶擴展裝置10包括擴展信號生成單元11、SNR計算單元12和加權(quán)相加單元13。擴展信號生成單元11通過使用所輸入的輸入信號中的相鄰頻帶的信號來生成擴展信號。SNR計算單元12計算相鄰頻帶的SNR。加權(quán)相加單元13將擴展信號與輸入信號相加，并且生成由輸入信號頻帶擴展的輸出信號。而且，當(dāng)相鄰頻帶的SNR低時，加權(quán)相加單元13使整個擴展信號的電平衰減，使得擴展信號中包括的噪聲電平下降至預(yù)定值之下，然后將擴展信號與輸入信號相加。

專利文獻1：日本待審專利公報No.特開平8-130494

專利文獻2：日本待審專利公報No.特開2008-176328

但是，常規(guī)技術(shù)存在的問題是當(dāng)輸入信號中包括許多噪聲時，即使通過擴展頻帶，也無法確保提高聲音質(zhì)量。例如，根據(jù)常規(guī)技術(shù)1，當(dāng)輸入信號中包括許多噪聲時，擴展信號也包括許多噪聲，因此，無法提高聲音質(zhì)量。而且，根據(jù)常規(guī)技術(shù)2，為了抑制噪聲影響，衰減整個擴展信號的電平，因此，未充分補償丟失信號的電平，無法提高聲音質(zhì)量。

因此，本發(fā)明實施方式的一個方面的目的是提供可以提高聲音質(zhì)量的語音頻帶擴展裝置和語音頻帶擴展方法。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的實施方式的一個方面，語音頻帶擴展裝置包括評估單元，該評估單元針對從外部輸入的輸入信號中的各個頻帶評估噪聲電平和信噪比中的一個；頻帶選擇單元，該頻帶選擇單元基于所述評估單元的評估結(jié)果，從所述輸入信號中選擇噪聲少的頻帶；生成單元，該生成單元使用由所述頻帶選擇單元選擇的頻帶的信號，生成擴展輸入信號的頻帶的擴展信號；以及加法單元，其將由所述生成單元生成的所述擴展信號與所述輸入信號相加。