JP2002175092A - 信号補間装置、信号補間方法及び記録媒体 - Google Patents
信号補間装置、信号補間方法及び記録媒体Info
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- Signal Processing (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 原信号の帯域を制限した信号を用いて得られ
る変調波から原信号に近い信号を復元し、あるいはオー
ディオ信号を高音質で復元するための周波数補間装置等
を提供することである。 【解決手段】 ＰＣＭ信号は、フーリエ変換部１により
複素形式のスペクトルへと変換される。補間バンド解析
部３は、このスペクトルのうち補間の対象である被補間
バンド及び補間のために用いる基準バンドを特定する。
信号補間処理部４は、ＰＣＭ信号の包絡線を推定し、基
準バンド内のスペクトル分布と同じ分布のスペクトル
を、包絡線の関数に沿うようにして被補間バンドに外挿
し、補間後の被補間バンドのスペクトルを得る。逆フー
リエ変換部５は、補間後の被補間バンドのスペクトルを
有するＰＣＭ信号を生成し、補間バンド加算部６は、逆
フーリエ変換部５が生成したＰＣＭ信号と遅延部２によ
り遅延されたＰＣＭ信号とを加算して出力信号を生成す
る。
る変調波から原信号に近い信号を復元し、あるいはオー
ディオ信号を高音質で復元するための周波数補間装置等
を提供することである。 【解決手段】 ＰＣＭ信号は、フーリエ変換部１により
複素形式のスペクトルへと変換される。補間バンド解析
部３は、このスペクトルのうち補間の対象である被補間
バンド及び補間のために用いる基準バンドを特定する。
信号補間処理部４は、ＰＣＭ信号の包絡線を推定し、基
準バンド内のスペクトル分布と同じ分布のスペクトル
を、包絡線の関数に沿うようにして被補間バンドに外挿
し、補間後の被補間バンドのスペクトルを得る。逆フー
リエ変換部５は、補間後の被補間バンドのスペクトルを
有するＰＣＭ信号を生成し、補間バンド加算部６は、逆
フーリエ変換部５が生成したＰＣＭ信号と遅延部２によ
り遅延されたＰＣＭ信号とを加算して出力信号を生成す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、変調された信号
のスペクトル分布を改善する信号補間装置及び信号補間
方法に関する。
のスペクトル分布を改善する信号補間装置及び信号補間
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＭＰ３（MPEG1 audio layer 3）形式の
データの配信、及び、ＦＭ（FrequencyModulation）放
送やテレビジョン音声多重放送等の手法による音楽など
の供給が近年盛んになっている。これらの手法では、帯
域が過度に広くなることによるデータ量の増大や占有帯
域幅の広がりを避けるため、一般に、供給する対象の音
楽等のうち約１５ｋＨｚ以上の周波数成分が除去されて
いる。
データの配信、及び、ＦＭ（FrequencyModulation）放
送やテレビジョン音声多重放送等の手法による音楽など
の供給が近年盛んになっている。これらの手法では、帯
域が過度に広くなることによるデータ量の増大や占有帯
域幅の広がりを避けるため、一般に、供給する対象の音
楽等のうち約１５ｋＨｚ以上の周波数成分が除去されて
いる。
【０００３】このように、一定値以上の周波数成分が除
去された音楽等は通常、音質が悪い。そこで、除去され
た周波数成分に代わる信号を加算することが考えられ
る。このための手法としては、特開平７−９３９００号
公報に開示されている手法や、特開平６−８５６０７号
公報に開示されている手法がある。
去された音楽等は通常、音質が悪い。そこで、除去され
た周波数成分に代わる信号を加算することが考えられ
る。このための手法としては、特開平７−９３９００号
公報に開示されている手法や、特開平６−８５６０７号
公報に開示されている手法がある。
【０００４】特開平７−９３９００号公報に開示されて
いる手法は、ＰＣＭディジタルオーディオ信号をローパ
スフィルタに通して得られる出力オーディオ信号を、当
該出力信号の絶対値成分を含む信号を乗算することによ
り歪みを生じさせる、という手法である。
いる手法は、ＰＣＭディジタルオーディオ信号をローパ
スフィルタに通して得られる出力オーディオ信号を、当
該出力信号の絶対値成分を含む信号を乗算することによ
り歪みを生じさせる、という手法である。
【０００５】特開平６−８５６０７号公報に開示されて
いる手法は、原オーディオ信号から基音と倍音が組で存
在する音色成分を抽出して、抽出した音色成分を用い、
原オーディオ信号の帯域より高域側の倍音成分を予測し
て原オーディオ信号に外挿する、という手法である。
いる手法は、原オーディオ信号から基音と倍音が組で存
在する音色成分を抽出して、抽出した音色成分を用い、
原オーディオ信号の帯域より高域側の倍音成分を予測し
て原オーディオ信号に外挿する、という手法である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平７−９
３９００号公報のオーディオ信号再生装置は、出力オー
ディオ信号の波形を絶対値回路等を用いて歪ませること
により高調波を発生させるに過ぎないものであって、こ
の高調波は元のオーディオ信号に含まれているものに近
似し得るものであるかは分からない。
３９００号公報のオーディオ信号再生装置は、出力オー
ディオ信号の波形を絶対値回路等を用いて歪ませること
により高調波を発生させるに過ぎないものであって、こ
の高調波は元のオーディオ信号に含まれているものに近
似し得るものであるかは分からない。
【０００７】また、元の音声等の帯域を制限して得られ
る原オーディオ信号に特開平６−８５６０７の手法を適
用した場合、純音の音色成分について倍音成分を予測し
て外挿することができず、同様に、帯域が制限された結
果倍音成分を除去された音色成分についても、除去され
た倍音成分を推測して外挿することができない。
る原オーディオ信号に特開平６−８５６０７の手法を適
用した場合、純音の音色成分について倍音成分を予測し
て外挿することができず、同様に、帯域が制限された結
果倍音成分を除去された音色成分についても、除去され
た倍音成分を推測して外挿することができない。
【０００８】この発明は、上記実状に鑑みてなされたも
のであり、原信号の帯域を制限した信号を用いて得られ
る変調波から原信号に近い信号を復元できるようにする
ための信号補間装置及び信号補間方法を提供することを
目的とする。また、この発明は、オーディオ信号を高音
質で復元するための信号補間装置及び信号補間方法を提
供することを目的とする。
のであり、原信号の帯域を制限した信号を用いて得られ
る変調波から原信号に近い信号を復元できるようにする
ための信号補間装置及び信号補間方法を提供することを
目的とする。また、この発明は、オーディオ信号を高音
質で復元するための信号補間装置及び信号補間方法を提
供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するべ
く、この発明の第１の観点に係る信号補間装置は、補間
される対象である被補間信号に基づき、当該被補間信号
が表す値をフーリエ変換して得られる複素形式のスペク
トルの虚数部及び実数部を表す信号を生成するスペクト
ル分布生成手段と、前記スペクトルが占める帯域に含ま
れる補間用帯域を特定する帯域特定手段と、前記スペク
トルが実質的に分布しない被補間帯域を特定し、特定し
た当該被補間帯域内のスペクトルの実数部の分布が、前
記帯域特定手段により特定された前記補間用帯域内のス
ペクトルの実数部の分布と実質的に同一であり、特定し
た当該被補間帯域内のスペクトルの虚数部の分布が、前
記帯域特定手段により特定された前記補間用帯域内のス
ペクトルの虚数部の分布と実質的に同一であるような補
間用成分を生成する補間手段と、前記被補間信号と前記
補間用成分との和を表す出力信号を生成する加算部と、
を備える、ことを特徴とする。
く、この発明の第１の観点に係る信号補間装置は、補間
される対象である被補間信号に基づき、当該被補間信号
が表す値をフーリエ変換して得られる複素形式のスペク
トルの虚数部及び実数部を表す信号を生成するスペクト
ル分布生成手段と、前記スペクトルが占める帯域に含ま
れる補間用帯域を特定する帯域特定手段と、前記スペク
トルが実質的に分布しない被補間帯域を特定し、特定し
た当該被補間帯域内のスペクトルの実数部の分布が、前
記帯域特定手段により特定された前記補間用帯域内のス
ペクトルの実数部の分布と実質的に同一であり、特定し
た当該被補間帯域内のスペクトルの虚数部の分布が、前
記帯域特定手段により特定された前記補間用帯域内のス
ペクトルの虚数部の分布と実質的に同一であるような補
間用成分を生成する補間手段と、前記被補間信号と前記
補間用成分との和を表す出力信号を生成する加算部と、
を備える、ことを特徴とする。
【００１０】このような信号補間装置によれば、スペク
トルの実数部及び虚数部の分布が被補間信号のスペクト
ルの一部と実質的に同一であるような成分が被補間信号
に追加され、帯域が拡張される。追加された成分は、被
補間信号の一部分の高調波成分とみなし得るので、被補
間信号が帯域を制限された信号である場合、帯域が拡張
された後の被補間信号は、帯域が制限される前の原信号
に近いものとなる。また、複素形式のスペクトルの実数
部及び虚数部が共に追加されるので、追加された成分の
位相は、帯域の制限により除去された成分の位相に近い
ものとなる。従って、被補間信号がオーディオ信号を表
すものであれば、帯域が拡張された後の被補間信号を用
いてオーディオ信号を復元することにより、オーディオ
信号が低歪み、高音質で復元される。
トルの実数部及び虚数部の分布が被補間信号のスペクト
ルの一部と実質的に同一であるような成分が被補間信号
に追加され、帯域が拡張される。追加された成分は、被
補間信号の一部分の高調波成分とみなし得るので、被補
間信号が帯域を制限された信号である場合、帯域が拡張
された後の被補間信号は、帯域が制限される前の原信号
に近いものとなる。また、複素形式のスペクトルの実数
部及び虚数部が共に追加されるので、追加された成分の
位相は、帯域の制限により除去された成分の位相に近い
ものとなる。従って、被補間信号がオーディオ信号を表
すものであれば、帯域が拡張された後の被補間信号を用
いてオーディオ信号を復元することにより、オーディオ
信号が低歪み、高音質で復元される。
【００１１】前記補間用帯域の上限は、前記被補間信号
のスペクトルの分布の上限に実質的に等しいものであれ
ば、被補間信号に追加される成分は、被補間信号の一部
分の高調波成分に特によく近似し得る可能性が高い。従
って、帯域が拡張された後の被補間信号は、帯域が制限
される前の原信号により近いものとなる。
のスペクトルの分布の上限に実質的に等しいものであれ
ば、被補間信号に追加される成分は、被補間信号の一部
分の高調波成分に特によく近似し得る可能性が高い。従
って、帯域が拡張された後の被補間信号は、帯域が制限
される前の原信号により近いものとなる。
【００１２】前記被補間帯域の下限は、前記被補間信号
のスペクトルの分布の上限に実質的に等しいものであれ
ば、被補間信号に追加される成分のスペクトルは、被補
間信号のスペクトルと、高周波側で隙間なく隣接するも
のとなる。従って、帯域が拡張された後の被補間信号
は、帯域が制限される前の原信号により近いものとな
る。
のスペクトルの分布の上限に実質的に等しいものであれ
ば、被補間信号に追加される成分のスペクトルは、被補
間信号のスペクトルと、高周波側で隙間なく隣接するも
のとなる。従って、帯域が拡張された後の被補間信号
は、帯域が制限される前の原信号により近いものとな
る。
【００１３】前記補間手段は、例えば、前記被補間信号
のスペクトルの絶対値の包絡線を表す包絡線情報を抽出
する手段と、前記補間用成分のスペクトルの強度を、当
該補間用成分のスペクトルの絶対値の強度が前記包絡線
情報が示す包絡線により表される強度に実質的に等しく
なるように変更して前記加算部に供給する手段と、を備
えていてもよい。この場合、前記加算部は、前記被補間
信号とスペクトルの強度が変更された前記補間用成分と
の和を表す出力信号を生成するものであればよい。この
ような構成を有することにより、前記信号補間装置は、
被補間信号に追加されるべき成分を、そのスペクトルの
絶対値が被補間信号のスペクトルの包絡線に沿うように
して被補間信号に追加する。従って、帯域が拡張された
後の被補間信号は、帯域が制限される前の原信号により
近いものとなる。
のスペクトルの絶対値の包絡線を表す包絡線情報を抽出
する手段と、前記補間用成分のスペクトルの強度を、当
該補間用成分のスペクトルの絶対値の強度が前記包絡線
情報が示す包絡線により表される強度に実質的に等しく
なるように変更して前記加算部に供給する手段と、を備
えていてもよい。この場合、前記加算部は、前記被補間
信号とスペクトルの強度が変更された前記補間用成分と
の和を表す出力信号を生成するものであればよい。この
ような構成を有することにより、前記信号補間装置は、
被補間信号に追加されるべき成分を、そのスペクトルの
絶対値が被補間信号のスペクトルの包絡線に沿うように
して被補間信号に追加する。従って、帯域が拡張された
後の被補間信号は、帯域が制限される前の原信号により
近いものとなる。
【００１４】前記補間手段は、例えば、前記被補間信号
のスペクトルの実数部の包絡線を表す第１の包絡線情報
及び前記被補間信号のスペクトルの虚数部の包絡線を表
す第２の包絡線情報を抽出する手段と、前記補間用成分
のスペクトルの強度を、当該補間用成分のスペクトルの
実数部の強度が前記第１の包絡線情報が示す包絡線によ
り表される強度に実質的に等しくなり、且つ、当該補間
用成分のスペクトルの虚数部の強度が前記第２の包絡線
情報が示す包絡線により表される強度に実質的に等しく
なるように変更して前記加算部に供給する手段と、を備
えていてもよい。この場合、前記加算部は、前記被補間
信号とスペクトルの強度が変更された前記補間用成分と
の和を表す出力信号を生成するものであればよい。この
ような構成を有することにより、前記信号補間装置は、
被補間信号に追加されるべき成分を、そのスペクトルの
実数部が被補間信号のスペクトルの実数部の包絡線に沿
い、虚数部が被補間信号のスペクトルの虚数部の包絡線
に沿うようにして被補間信号に追加する。従って、帯域
が拡張された後の被補間信号は、帯域が制限される前の
原信号により近いものとなる。
のスペクトルの実数部の包絡線を表す第１の包絡線情報
及び前記被補間信号のスペクトルの虚数部の包絡線を表
す第２の包絡線情報を抽出する手段と、前記補間用成分
のスペクトルの強度を、当該補間用成分のスペクトルの
実数部の強度が前記第１の包絡線情報が示す包絡線によ
り表される強度に実質的に等しくなり、且つ、当該補間
用成分のスペクトルの虚数部の強度が前記第２の包絡線
情報が示す包絡線により表される強度に実質的に等しく
なるように変更して前記加算部に供給する手段と、を備
えていてもよい。この場合、前記加算部は、前記被補間
信号とスペクトルの強度が変更された前記補間用成分と
の和を表す出力信号を生成するものであればよい。この
ような構成を有することにより、前記信号補間装置は、
被補間信号に追加されるべき成分を、そのスペクトルの
実数部が被補間信号のスペクトルの実数部の包絡線に沿
い、虚数部が被補間信号のスペクトルの虚数部の包絡線
に沿うようにして被補間信号に追加する。従って、帯域
が拡張された後の被補間信号は、帯域が制限される前の
原信号により近いものとなる。
【００１５】前記加算部は、前記補間用成分と実質的に
同相になるように前記被補間信号を遅延させる遅延部を
備え、前記補間用成分及び前記遅延部が遅延させた前記
被補間信号の和を表す前記出力信号を生成するものであ
れば、スペクトル分布生成手段及び補間手段のうちいず
れかが信号の遅延を発生させるものであっても、加算部
が正確に被補間信号の帯域の拡張を行う。
同相になるように前記被補間信号を遅延させる遅延部を
備え、前記補間用成分及び前記遅延部が遅延させた前記
被補間信号の和を表す前記出力信号を生成するものであ
れば、スペクトル分布生成手段及び補間手段のうちいず
れかが信号の遅延を発生させるものであっても、加算部
が正確に被補間信号の帯域の拡張を行う。
【００１６】また、この発明の第２の観点にかかる信号
補間方法は、補間される対象である被補間信号に基づ
き、当該被補間信号が表す値をフーリエ変換して得られ
る複素形式のスペクトルの虚数部及び実数部を表す信号
を生成し、前記スペクトルが占める帯域に含まれる補間
用帯域を特定し、前記スペクトルが実質的に分布しない
被補間帯域を特定し、特定した当該被補間帯域内のスペ
クトルの実数部の分布が前記補間用帯域内のスペクトル
の実数部の分布と実質的に同一であり、特定した当該被
補間帯域内のスペクトルの虚数部の分布が前記補間用帯
域内のスペクトルの虚数部の分布と実質的に同一である
ような補間用成分を生成し、前記被補間信号と前記補間
用成分との和を表す出力信号を生成する、ことを特徴と
する。
補間方法は、補間される対象である被補間信号に基づ
き、当該被補間信号が表す値をフーリエ変換して得られ
る複素形式のスペクトルの虚数部及び実数部を表す信号
を生成し、前記スペクトルが占める帯域に含まれる補間
用帯域を特定し、前記スペクトルが実質的に分布しない
被補間帯域を特定し、特定した当該被補間帯域内のスペ
クトルの実数部の分布が前記補間用帯域内のスペクトル
の実数部の分布と実質的に同一であり、特定した当該被
補間帯域内のスペクトルの虚数部の分布が前記補間用帯
域内のスペクトルの虚数部の分布と実質的に同一である
ような補間用成分を生成し、前記被補間信号と前記補間
用成分との和を表す出力信号を生成する、ことを特徴と
する。
【００１７】このような信号補間方法によれば、スペク
トルの実数部及び虚数部の分布が被補間信号のスペクト
ルの一部と実質的に同一であるような成分が被補間信号
に追加され、帯域が拡張される。追加された成分は、被
補間信号の一部分の高調波成分とみなし得るので、被補
間信号が帯域を制限された信号である場合、帯域が拡張
された後の被補間信号は、帯域が制限される前の原信号
に近いものとなる。また、複素形式のスペクトルの実数
部及び虚数部が共に追加されるので、追加された成分の
位相は、帯域の制限により除去された成分の位相に近い
ものとなる。従って、被補間信号がオーディオ信号を表
すものであれば、帯域が拡張された後の被補間信号を用
いてオーディオ信号を復元することにより、オーディオ
信号が低歪み、高音質で復元される。
トルの実数部及び虚数部の分布が被補間信号のスペクト
ルの一部と実質的に同一であるような成分が被補間信号
に追加され、帯域が拡張される。追加された成分は、被
補間信号の一部分の高調波成分とみなし得るので、被補
間信号が帯域を制限された信号である場合、帯域が拡張
された後の被補間信号は、帯域が制限される前の原信号
に近いものとなる。また、複素形式のスペクトルの実数
部及び虚数部が共に追加されるので、追加された成分の
位相は、帯域の制限により除去された成分の位相に近い
ものとなる。従って、被補間信号がオーディオ信号を表
すものであれば、帯域が拡張された後の被補間信号を用
いてオーディオ信号を復元することにより、オーディオ
信号が低歪み、高音質で復元される。
【００１８】前記補間用帯域の上限は、前記被補間信号
のスペクトルの分布の上限に実質的に等しいものであれ
ば、被補間信号に追加される成分は、被補間信号の一部
分の高調波成分に特によく近似し得る可能性が高い。従
って、帯域が拡張された後の被補間信号は、帯域が制限
される前の原信号により近いものとなる。
のスペクトルの分布の上限に実質的に等しいものであれ
ば、被補間信号に追加される成分は、被補間信号の一部
分の高調波成分に特によく近似し得る可能性が高い。従
って、帯域が拡張された後の被補間信号は、帯域が制限
される前の原信号により近いものとなる。
【００１９】前記被補間帯域の下限は、前記被補間信号
のスペクトルの分布の上限に実質的に等しいものであれ
ば、被補間信号に追加される成分のスペクトルは、被補
間信号のスペクトルと、高周波側で隙間なく隣接するも
のとなる。従って、帯域が拡張された後の被補間信号
は、帯域が制限される前の原信号により近いものとな
る。
のスペクトルの分布の上限に実質的に等しいものであれ
ば、被補間信号に追加される成分のスペクトルは、被補
間信号のスペクトルと、高周波側で隙間なく隣接するも
のとなる。従って、帯域が拡張された後の被補間信号
は、帯域が制限される前の原信号により近いものとな
る。
【００２０】前記被補間信号のスペクトルの絶対値の包
絡線を表す包絡線情報を抽出し、前記補間用成分のスペ
クトルの強度を、当該補間用成分のスペクトルの絶対値
の強度が前記包絡線情報が示す包絡線により表される強
度に実質的に等しくなるように変更し、前記被補間信号
とスペクトルの強度が変更された前記補間用成分との和
を表す出力信号を生成するようにしてもよい。このよう
な構成を有することにより、被補間信号に追加されるべ
き成分は、そのスペクトルの絶対値が被補間信号のスペ
クトルの包絡線に沿うようにして被補間信号に追加され
る。従って、帯域が拡張された後の被補間信号は、帯域
が制限される前の原信号により近いものとなる。
絡線を表す包絡線情報を抽出し、前記補間用成分のスペ
クトルの強度を、当該補間用成分のスペクトルの絶対値
の強度が前記包絡線情報が示す包絡線により表される強
度に実質的に等しくなるように変更し、前記被補間信号
とスペクトルの強度が変更された前記補間用成分との和
を表す出力信号を生成するようにしてもよい。このよう
な構成を有することにより、被補間信号に追加されるべ
き成分は、そのスペクトルの絶対値が被補間信号のスペ
クトルの包絡線に沿うようにして被補間信号に追加され
る。従って、帯域が拡張された後の被補間信号は、帯域
が制限される前の原信号により近いものとなる。
【００２１】前記被補間信号のスペクトルの実数部の包
絡線を表す第１の包絡線情報及び前記被補間信号のスペ
クトルの虚数部の包絡線を表す第２の包絡線情報を抽出
し、前記補間用成分のスペクトルの強度を、当該補間用
成分のスペクトルの実数部の強度が前記第１の包絡線情
報が示す包絡線により表される強度に実質的に等しくな
り、且つ、当該補間用成分のスペクトルの虚数部の強度
が前記第２の包絡線情報が示す包絡線により表される強
度に実質的に等しくなるように変更し、前記被補間信号
とスペクトルの強度が変更された前記補間用成分との和
を表す出力信号を生成するようにしてもよい。こうする
ことにより、被補間信号に追加されるべき成分は、その
スペクトルの実数部が被補間信号のスペクトルの実数部
の包絡線に沿い、虚数部が被補間信号のスペクトルの虚
数部の包絡線に沿うようにして被補間信号に追加され
る。従って、帯域が拡張された後の被補間信号は、帯域
が制限される前の原信号により近いものとなる。
絡線を表す第１の包絡線情報及び前記被補間信号のスペ
クトルの虚数部の包絡線を表す第２の包絡線情報を抽出
し、前記補間用成分のスペクトルの強度を、当該補間用
成分のスペクトルの実数部の強度が前記第１の包絡線情
報が示す包絡線により表される強度に実質的に等しくな
り、且つ、当該補間用成分のスペクトルの虚数部の強度
が前記第２の包絡線情報が示す包絡線により表される強
度に実質的に等しくなるように変更し、前記被補間信号
とスペクトルの強度が変更された前記補間用成分との和
を表す出力信号を生成するようにしてもよい。こうする
ことにより、被補間信号に追加されるべき成分は、その
スペクトルの実数部が被補間信号のスペクトルの実数部
の包絡線に沿い、虚数部が被補間信号のスペクトルの虚
数部の包絡線に沿うようにして被補間信号に追加され
る。従って、帯域が拡張された後の被補間信号は、帯域
が制限される前の原信号により近いものとなる。
【００２２】前記補間用成分と実質的に同相になるよう
に前記被補間信号を遅延させ、前記補間用成分及び遅延
した前記被補間信号の和を表す前記出力信号を生成する
ようにすれば、被補間信号のスペクトルを表す信号を生
成する工程や補間用成分を生成する工程で信号の遅延が
発生する場合も、被補間信号の帯域の拡張が正確に行わ
れる。
に前記被補間信号を遅延させ、前記補間用成分及び遅延
した前記被補間信号の和を表す前記出力信号を生成する
ようにすれば、被補間信号のスペクトルを表す信号を生
成する工程や補間用成分を生成する工程で信号の遅延が
発生する場合も、被補間信号の帯域の拡張が正確に行わ
れる。
【００２３】また、この発明の第３の観点にかかるコン
ピュータ読み取り可能な記録媒体は、コンピュータを、
補間される対象である被補間信号に基づき、当該被補間
信号が表す値をフーリエ変換して得られる複素形式のス
ペクトルの虚数部及び実数部を表す信号を生成するスペ
クトル分布生成手段と、前記スペクトルが占める帯域に
含まれる補間用帯域を特定する帯域特定手段と、前記ス
ペクトルが実質的に分布しない被補間帯域を特定し、特
定した当該被補間帯域内のスペクトルの実数部の分布
が、前記帯域特定手段により特定された前記補間用帯域
内のスペクトルの実数部の分布と実質的に同一であり、
特定した当該被補間帯域内のスペクトルの虚数部の分布
が、前記帯域特定手段により特定された前記補間用帯域
内のスペクトルの虚数部の分布と実質的に同一であるよ
うな補間用成分を生成する補間手段と、前記被補間信号
と前記補間用成分との和を表す出力信号を生成する加算
部と、して機能させるためのプログラムを記録したこと
を特徴とする。
ピュータ読み取り可能な記録媒体は、コンピュータを、
補間される対象である被補間信号に基づき、当該被補間
信号が表す値をフーリエ変換して得られる複素形式のス
ペクトルの虚数部及び実数部を表す信号を生成するスペ
クトル分布生成手段と、前記スペクトルが占める帯域に
含まれる補間用帯域を特定する帯域特定手段と、前記ス
ペクトルが実質的に分布しない被補間帯域を特定し、特
定した当該被補間帯域内のスペクトルの実数部の分布
が、前記帯域特定手段により特定された前記補間用帯域
内のスペクトルの実数部の分布と実質的に同一であり、
特定した当該被補間帯域内のスペクトルの虚数部の分布
が、前記帯域特定手段により特定された前記補間用帯域
内のスペクトルの虚数部の分布と実質的に同一であるよ
うな補間用成分を生成する補間手段と、前記被補間信号
と前記補間用成分との和を表す出力信号を生成する加算
部と、して機能させるためのプログラムを記録したこと
を特徴とする。
【００２４】このような記録媒体に記録されたプログラ
ムを実行するコンピュータは、スペクトルの実数部及び
虚数部の分布が被補間信号のスペクトルの一部と実質的
に同一であるような成分を被補間信号に追加し、帯域を
拡張する。追加された成分は、被補間信号の一部分の高
調波成分とみなし得るので、被補間信号が帯域を制限さ
れた信号である場合、帯域が拡張された後の被補間信号
は、帯域が制限される前の原信号に近いものとなる。ま
た、複素形式のスペクトルの実数部及び虚数部が共に追
加されるので、追加された成分の位相は、帯域の制限に
より除去された成分の位相に近いものとなる。従って、
被補間信号がオーディオ信号を表すものであれば、帯域
が拡張された後の被補間信号を用いてオーディオ信号を
復元することにより、オーディオ信号が低歪み、高音質
で復元される。
ムを実行するコンピュータは、スペクトルの実数部及び
虚数部の分布が被補間信号のスペクトルの一部と実質的
に同一であるような成分を被補間信号に追加し、帯域を
拡張する。追加された成分は、被補間信号の一部分の高
調波成分とみなし得るので、被補間信号が帯域を制限さ
れた信号である場合、帯域が拡張された後の被補間信号
は、帯域が制限される前の原信号に近いものとなる。ま
た、複素形式のスペクトルの実数部及び虚数部が共に追
加されるので、追加された成分の位相は、帯域の制限に
より除去された成分の位相に近いものとなる。従って、
被補間信号がオーディオ信号を表すものであれば、帯域
が拡張された後の被補間信号を用いてオーディオ信号を
復元することにより、オーディオ信号が低歪み、高音質
で復元される。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して、この発
明の実施の形態に係る信号補間装置を、信号補間器を例
として説明する。
明の実施の形態に係る信号補間装置を、信号補間器を例
として説明する。
【００２６】図１は、この発明の実施の形態に係る信号
補間器の構成を示す図である。図示するように、この信
号補間器は、フーリエ変換部１と、補間バンド解析部３
と、信号補間処理部４と、逆フーリエ変換部５と、補間
バンド加算部６と、遅延部２とより構成されている。
補間器の構成を示す図である。図示するように、この信
号補間器は、フーリエ変換部１と、補間バンド解析部３
と、信号補間処理部４と、逆フーリエ変換部５と、補間
バンド加算部６と、遅延部２とより構成されている。
【００２７】フーリエ変換部１は、ＤＳＰ（Digital Si
gnal Processor）やＣＰＵ（Central Processing Uni
t）等より構成されている。フーリエ変換部１は、この
信号補間器により補間を受ける対象のＰＣＭ（Pulse Co
de Mudulation）信号が供給される。そして、離散フー
リエ変換あるいは高速フーリエ変換の手法を用い、自己
に供給されたこの信号のスペクトルの離散的な分布を複
素数の集合（具体的には、この複素数の実数部及び虚数
部を表す２個の値からなる組の集合）として表す信号を
生成し、生成した信号を、補間バンド解析部３及び信号
補間処理部４へと供給する。なお、α及びβを実数、ｊ
を虚数単位とした場合、複素数（α＋ｊβ）の実数部は
実数α、虚数部は実数βである。
gnal Processor）やＣＰＵ（Central Processing Uni
t）等より構成されている。フーリエ変換部１は、この
信号補間器により補間を受ける対象のＰＣＭ（Pulse Co
de Mudulation）信号が供給される。そして、離散フー
リエ変換あるいは高速フーリエ変換の手法を用い、自己
に供給されたこの信号のスペクトルの離散的な分布を複
素数の集合（具体的には、この複素数の実数部及び虚数
部を表す２個の値からなる組の集合）として表す信号を
生成し、生成した信号を、補間バンド解析部３及び信号
補間処理部４へと供給する。なお、α及びβを実数、ｊ
を虚数単位とした場合、複素数（α＋ｊβ）の実数部は
実数α、虚数部は実数βである。
【００２８】なお、上述のＰＣＭ信号は、音声等を電圧
あるいは電流の変化として表すオーディオ信号を用いて
ＰＣＭ変調を行うことにより得られる信号である。以下
では、このＰＣＭ信号が表すオーディオ信号のスペクト
ル分布は、元のオーディオ信号のスペクトルのうち１６
キロヘルツ以上の周波数成分が除去されたものに相当す
るものとする。
あるいは電流の変化として表すオーディオ信号を用いて
ＰＣＭ変調を行うことにより得られる信号である。以下
では、このＰＣＭ信号が表すオーディオ信号のスペクト
ル分布は、元のオーディオ信号のスペクトルのうち１６
キロヘルツ以上の周波数成分が除去されたものに相当す
るものとする。
【００２９】遅延部２は、フーリエ変換部１に供給され
たものと同一のＰＣＭ信号を、フーリエ変換部１と同時
に供給される。そして、自己に供給された入力信号を遅
延させて、補間バンド加算部６に供給する。
たものと同一のＰＣＭ信号を、フーリエ変換部１と同時
に供給される。そして、自己に供給された入力信号を遅
延させて、補間バンド加算部６に供給する。
【００３０】遅延部２が信号を遅延させる時間の長さ
は、フーリエ変換部１に供給された信号の成分が信号補
間処理部４及び逆フーリエ変換部５を経て補間バンド加
算部６に供給されるまでに経過する時間の長さに実質的
に等しいものとする。また、遅延部２から補間バンド加
算部６に供給される遅延された入力信号の位相と、逆フ
ーリエ変換部５から補間バンド加算部６に供給される信
号の位相とは、補間バンド加算部６に同時に供給される
もの同士の間では、実質的に同相であるものとする。
は、フーリエ変換部１に供給された信号の成分が信号補
間処理部４及び逆フーリエ変換部５を経て補間バンド加
算部６に供給されるまでに経過する時間の長さに実質的
に等しいものとする。また、遅延部２から補間バンド加
算部６に供給される遅延された入力信号の位相と、逆フ
ーリエ変換部５から補間バンド加算部６に供給される信
号の位相とは、補間バンド加算部６に同時に供給される
もの同士の間では、実質的に同相であるものとする。
【００３１】補間バンド解析部３は、ＤＳＰやＣＰＵ等
より構成されている。補間バンド解析部３は、スペクト
ルの分布を表す上述の信号をフーリエ変換部１より供給
されると、まず、被補間バンドを特定する。被補間バン
ドは、この信号補間器により補間を受ける対象のＰＣＭ
信号に追加する成分の周波数の上限を上限する連続した
帯域であって、フーリエ変換部１から供給された信号が
表すスペクトルが実質的に含まれていない帯域（具体的
には、例えば、当該スペクトルのうち絶対値が所定値を
超えるスペクトルが含まれていない帯域）である。な
お、複素数（α＋ｊβ）の絶対値は、実数｛（α２＋β
２）１／２｝である。
より構成されている。補間バンド解析部３は、スペクト
ルの分布を表す上述の信号をフーリエ変換部１より供給
されると、まず、被補間バンドを特定する。被補間バン
ドは、この信号補間器により補間を受ける対象のＰＣＭ
信号に追加する成分の周波数の上限を上限する連続した
帯域であって、フーリエ変換部１から供給された信号が
表すスペクトルが実質的に含まれていない帯域（具体的
には、例えば、当該スペクトルのうち絶対値が所定値を
超えるスペクトルが含まれていない帯域）である。な
お、複素数（α＋ｊβ）の絶対値は、実数｛（α２＋β
２）１／２｝である。
【００３２】次に、補間バンド解析部３は、フーリエ変
換部１から供給された信号が表すスペクトルが占める帯
域の上限を上限とし、帯域幅が、上述の処理で特定され
た被補間バンドの帯域幅に実質的に等しい帯域を、基準
バンドとして特定する。そして、特定した基準バンドの
範囲を指定する情報を、信号補間処理部４へと供給す
る。なお、基準バンドの範囲が指定されれば、被補間バ
ンドの範囲も特定される。
換部１から供給された信号が表すスペクトルが占める帯
域の上限を上限とし、帯域幅が、上述の処理で特定され
た被補間バンドの帯域幅に実質的に等しい帯域を、基準
バンドとして特定する。そして、特定した基準バンドの
範囲を指定する情報を、信号補間処理部４へと供給す
る。なお、基準バンドの範囲が指定されれば、被補間バ
ンドの範囲も特定される。
【００３３】信号補間処理部４は、ＤＳＰやＣＰＵ等よ
り構成されている。信号補間処理部４は、スペクトルの
分布を表す上述の信号をフーリエ変換部１より供給され
ると、このスペクトルの絶対値の分布に基づき回帰計算
を行う等して、このスペクトルの絶対値の包絡線をなす
関数を特定する。
り構成されている。信号補間処理部４は、スペクトルの
分布を表す上述の信号をフーリエ変換部１より供給され
ると、このスペクトルの絶対値の分布に基づき回帰計算
を行う等して、このスペクトルの絶対値の包絡線をなす
関数を特定する。
【００３４】そして、信号補間処理部４は、補間バンド
解析部３より、基準バンドを特定する情報を供給される
と、特定された基準バンド内のスペクトルを被補間バン
ド内に外挿することにより被補間バンドの補間後のスペ
クトル分布を求める。すなわち、特定された基準バンド
内のスペクトルの周波数を、その元来の値に基準バンド
の最高周波数と最低周波数との差を加算した値へと変更
し、特定した関数の値にこれらのスペクトルの絶対値が
合致するような実数を、これらのスペクトルの複素数の
値に乗じる。そして、信号補間処理部４は、求められた
被補間バンドの補間後のスペクトル分布を表す信号を生
成し、生成した信号を逆フーリエ変換部５へと供給す
る。
解析部３より、基準バンドを特定する情報を供給される
と、特定された基準バンド内のスペクトルを被補間バン
ド内に外挿することにより被補間バンドの補間後のスペ
クトル分布を求める。すなわち、特定された基準バンド
内のスペクトルの周波数を、その元来の値に基準バンド
の最高周波数と最低周波数との差を加算した値へと変更
し、特定した関数の値にこれらのスペクトルの絶対値が
合致するような実数を、これらのスペクトルの複素数の
値に乗じる。そして、信号補間処理部４は、求められた
被補間バンドの補間後のスペクトル分布を表す信号を生
成し、生成した信号を逆フーリエ変換部５へと供給す
る。
【００３５】逆フーリエ変換部５は、ＤＳＰやＣＰＵ等
より構成されており、上述の通り、信号補間処理部４が
出力する、被補間バンドの補間後のスペクトル分布を表
す信号を供給される。そして、離散逆フーリエ変換ある
いは高速逆フーリエ変換の手法を用い、自己に供給され
た信号が表すスペクトル分布を有するＰＣＭ信号を生成
して、補間バンド加算部６に供給する。
より構成されており、上述の通り、信号補間処理部４が
出力する、被補間バンドの補間後のスペクトル分布を表
す信号を供給される。そして、離散逆フーリエ変換ある
いは高速逆フーリエ変換の手法を用い、自己に供給され
た信号が表すスペクトル分布を有するＰＣＭ信号を生成
して、補間バンド加算部６に供給する。
【００３６】補間バンド加算部６は、ＤＳＰやＣＰＵ等
より構成されており、遅延部２から自己に供給される遅
延されたＰＣＭ信号の値と逆フーリエ変換部５から供給
されるＰＣＭ信号の値との和を表すＰＣＭ信号を生成
し、この信号補間器の出力信号として出力する。
より構成されており、遅延部２から自己に供給される遅
延されたＰＣＭ信号の値と逆フーリエ変換部５から供給
されるＰＣＭ信号の値との和を表すＰＣＭ信号を生成
し、この信号補間器の出力信号として出力する。
【００３７】従って、この信号補間器の出力信号のスペ
クトル（補間後のスペクトル）は、元のＰＣＭ信号のス
ペクトルに被補間バンドの補間後のスペクトルが加算さ
れて得られるスペクトルに実質的に等しいものとなる。
クトル（補間後のスペクトル）は、元のＰＣＭ信号のス
ペクトルに被補間バンドの補間後のスペクトルが加算さ
れて得られるスペクトルに実質的に等しいものとなる。
【００３８】なお、図２（ａ）は、補間前のスペクトル
の実数部の分布の一例を示す図であり、図２（ｂ）は、
補間前のスペクトルの虚数部の分布の一例を示す図であ
る。なお、図２（ａ）及び（ｂ）は、同一のＰＣＭ信号
のスペクトルを表している。図示するように、このＰＣ
Ｍ信号は、１６キロヘルツ以上の周波数成分を実質的に
含んでいない。
の実数部の分布の一例を示す図であり、図２（ｂ）は、
補間前のスペクトルの虚数部の分布の一例を示す図であ
る。なお、図２（ａ）及び（ｂ）は、同一のＰＣＭ信号
のスペクトルを表している。図示するように、このＰＣ
Ｍ信号は、１６キロヘルツ以上の周波数成分を実質的に
含んでいない。
【００３９】また、図２（ｃ）は、図２（ａ）及び
（ｂ）に示すスペクトルのうちから特定された基準バン
ドのスペクトルの実数部の分布を示す図であり、図２
（ｄ）は、図２（ａ）及び（ｂ）に示すスペクトルのう
ちから特定された基準バンドのスペクトルの虚数部の分
布を示す図である。なお、図２（ａ）及び（ｂ）にスペ
クトルを示すＰＣＭ信号に追加する成分の周波数の上限
は、２０キロヘルツであるものとする。図示するよう
に、このＰＣＭ信号に追加する成分の周波数の上限が２
０キロヘルツであって、このＰＣＭ信号が１６キロヘル
ツ以上の周波数成分を実質的に含んでいないときは、１
６キロヘルツ以上２０キロヘルツ以下の帯域が被補間バ
ンドとして特定され、１２キロヘルツ以上１６キロヘル
ツ未満の帯域が、基準バンドとして特定される。
（ｂ）に示すスペクトルのうちから特定された基準バン
ドのスペクトルの実数部の分布を示す図であり、図２
（ｄ）は、図２（ａ）及び（ｂ）に示すスペクトルのう
ちから特定された基準バンドのスペクトルの虚数部の分
布を示す図である。なお、図２（ａ）及び（ｂ）にスペ
クトルを示すＰＣＭ信号に追加する成分の周波数の上限
は、２０キロヘルツであるものとする。図示するよう
に、このＰＣＭ信号に追加する成分の周波数の上限が２
０キロヘルツであって、このＰＣＭ信号が１６キロヘル
ツ以上の周波数成分を実質的に含んでいないときは、１
６キロヘルツ以上２０キロヘルツ以下の帯域が被補間バ
ンドとして特定され、１２キロヘルツ以上１６キロヘル
ツ未満の帯域が、基準バンドとして特定される。
【００４０】また、図２（ｅ）は、図２（ａ）及び
（ｂ）にスペクトルを示すＰＣＭ信号を補間して得られ
るＰＣＭ信号のスペクトル（補間後のスペクトル）の実
数部の分布の一例を示す図であり、図２（ｆ）は、補間
後のスペクトルの虚数部の分布の一例を示す図である。
図示するように、補間後のスペクトルの実数部の分布
は、図２（ａ）に示す分布と図２（ｃ）に示す分布とを
加算したものに相当する。また、補間後のスペクトルの
虚数部の分布は、図２（ｂ）に示す分布と図２（ｄ）に
示す分布とを加算したものに相当する。
（ｂ）にスペクトルを示すＰＣＭ信号を補間して得られ
るＰＣＭ信号のスペクトル（補間後のスペクトル）の実
数部の分布の一例を示す図であり、図２（ｆ）は、補間
後のスペクトルの虚数部の分布の一例を示す図である。
図示するように、補間後のスペクトルの実数部の分布
は、図２（ａ）に示す分布と図２（ｃ）に示す分布とを
加算したものに相当する。また、補間後のスペクトルの
虚数部の分布は、図２（ｂ）に示す分布と図２（ｄ）に
示す分布とを加算したものに相当する。
【００４１】補間後のスペクトル分布のうち補間バンド
加算部６により加算された被補間バンドの部分のスペク
トル分布は、補間前のスペクトルが占める帯域の上限を
上限とする連続した帯域である基準バンドのスペクトル
分布に相当するので、被補間バンドの部分は、この基準
バンドの高調波成分とみなし得る。また、被補間バンド
の複素形式のスペクトルの実数部及び虚数部が共に補間
前のスペクトルに追加されるので、追加された被補間バ
ンドの位相は、帯域の制限により除去されたオーディオ
信号の成分の位相に近いものとなる。従って、この信号
補間器が出力する出力信号は、帯域が制限される前のオ
ーディオ信号に近いオーディオ信号をＰＣＭ変調して得
られるＰＣＭ信号となり、この出力信号を用いてオーデ
ィオ信号を復元することにより、オーディオ信号が高音
質で復元される。
加算部６により加算された被補間バンドの部分のスペク
トル分布は、補間前のスペクトルが占める帯域の上限を
上限とする連続した帯域である基準バンドのスペクトル
分布に相当するので、被補間バンドの部分は、この基準
バンドの高調波成分とみなし得る。また、被補間バンド
の複素形式のスペクトルの実数部及び虚数部が共に補間
前のスペクトルに追加されるので、追加された被補間バ
ンドの位相は、帯域の制限により除去されたオーディオ
信号の成分の位相に近いものとなる。従って、この信号
補間器が出力する出力信号は、帯域が制限される前のオ
ーディオ信号に近いオーディオ信号をＰＣＭ変調して得
られるＰＣＭ信号となり、この出力信号を用いてオーデ
ィオ信号を復元することにより、オーディオ信号が高音
質で復元される。
【００４２】なお、この信号補間器の構成は上述のもの
に限られない。例えば、信号補間処理部４は、スペクト
ルの分布を表す上述の信号をフーリエ変換部１より供給
されると、このスペクトルの実数部及び虚数部の分布に
つき回帰計算を行う等して、このスペクトルの実数部及
び虚数部の包絡線をなす２個の関数を特定してもよい。
に限られない。例えば、信号補間処理部４は、スペクト
ルの分布を表す上述の信号をフーリエ変換部１より供給
されると、このスペクトルの実数部及び虚数部の分布に
つき回帰計算を行う等して、このスペクトルの実数部及
び虚数部の包絡線をなす２個の関数を特定してもよい。
【００４３】この場合、信号補間処理部４は、補間バン
ド解析部３が特定した基準バンド内のスペクトルの実数
部の値を、スペクトルの実数部の包絡線をなす関数の値
に合致するよう被補間バンド内に外挿し、基準バンド内
のスペクトルの虚数部の値を、スペクトルの虚数部の包
絡線をなす関数の値に合致するよう被補間バンド内に外
挿するものとする。この結果得られる、被補間バンドの
補間後のスペクトルの実数部の分布と、被補間バンドの
補間後のスペクトルの虚数部の分布とが、被補間バンド
の補間後のスペクトルの分布を表す。
ド解析部３が特定した基準バンド内のスペクトルの実数
部の値を、スペクトルの実数部の包絡線をなす関数の値
に合致するよう被補間バンド内に外挿し、基準バンド内
のスペクトルの虚数部の値を、スペクトルの虚数部の包
絡線をなす関数の値に合致するよう被補間バンド内に外
挿するものとする。この結果得られる、被補間バンドの
補間後のスペクトルの実数部の分布と、被補間バンドの
補間後のスペクトルの虚数部の分布とが、被補間バンド
の補間後のスペクトルの分布を表す。
【００４４】また、基準バンドの上限は、必ずしも補間
前のスペクトルが占める帯域の上限と実質的に一致して
いなくてもよい。ただし、基準バンドの上限が補間前の
スペクトルが占める帯域の上限に一致するようにすれ
ば、基準バンドの最高周波数は元のＰＣＭ信号のスペク
トルの最高周波数を含んでいるので、基準バンド内のス
ペクトル自体が、補間前のスペクトルの一部分の高調波
成分とみなし得る可能性が高い。従って、基準バンドの
上限が補間前のスペクトルが占める帯域の上限に一致し
ていれば、一致していない場合に比べ、帯域が制限され
る前のオーディオ信号により近いオーディオ信号を表す
ものとなる。
前のスペクトルが占める帯域の上限と実質的に一致して
いなくてもよい。ただし、基準バンドの上限が補間前の
スペクトルが占める帯域の上限に一致するようにすれ
ば、基準バンドの最高周波数は元のＰＣＭ信号のスペク
トルの最高周波数を含んでいるので、基準バンド内のス
ペクトル自体が、補間前のスペクトルの一部分の高調波
成分とみなし得る可能性が高い。従って、基準バンドの
上限が補間前のスペクトルが占める帯域の上限に一致し
ていれば、一致していない場合に比べ、帯域が制限され
る前のオーディオ信号により近いオーディオ信号を表す
ものとなる。
【００４５】また、この信号補間器が補間を行う対象の
信号はＰＣＭ信号である必要はなく、オーディオ信号を
変調して得られる変調波である必要もない。また、信号
補間処理部４は、必ずしもフーリエ変換部１から供給さ
れた信号が表すスペクトルの包絡線を特定しなくてもよ
く、補間後の被補間バンド内のスペクトルの強度を変更
しなくてもよい。
信号はＰＣＭ信号である必要はなく、オーディオ信号を
変調して得られる変調波である必要もない。また、信号
補間処理部４は、必ずしもフーリエ変換部１から供給さ
れた信号が表すスペクトルの包絡線を特定しなくてもよ
く、補間後の被補間バンド内のスペクトルの強度を変更
しなくてもよい。
【００４６】以上、この発明の実施の形態を説明した
が、この発明にかかる信号補間装置は、専用のシステム
によらず、通常のコンピュータシステムを用いて実現可
能である。例えば、パーソナルコンピュータやマイクロ
コンピュータに上述のフーリエ変換部１、遅延部２、補
間バンド解析部３、信号補間処理部４、逆フーリエ変換
部５及び補間バンド加算部６の動作を実行するためのプ
ログラムを格納した媒体（ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、フロッ
ピー（登録商標）ディスク等）から該プログラムをイン
ストールすることにより、上述の処理を実行する信号補
間器を構成することができる。
が、この発明にかかる信号補間装置は、専用のシステム
によらず、通常のコンピュータシステムを用いて実現可
能である。例えば、パーソナルコンピュータやマイクロ
コンピュータに上述のフーリエ変換部１、遅延部２、補
間バンド解析部３、信号補間処理部４、逆フーリエ変換
部５及び補間バンド加算部６の動作を実行するためのプ
ログラムを格納した媒体（ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、フロッ
ピー（登録商標）ディスク等）から該プログラムをイン
ストールすることにより、上述の処理を実行する信号補
間器を構成することができる。
【００４７】また、例えば、通信回線の掲示板（ＢＢ
Ｓ）に該プログラムを掲示し、これを通信回線を介して
配信してもよく、また、該プログラムを表す信号により
搬送波を変調し、得られた変調波を伝送し、この変調波
を受信した装置が変調波を復調して該プログラムを復元
するようにしてもよい。そして、このプログラムを起動
し、ＯＳの制御下に、他のアプリケーションプログラム
と同様に実行することにより、上述の処理を実行するこ
とができる。
Ｓ）に該プログラムを掲示し、これを通信回線を介して
配信してもよく、また、該プログラムを表す信号により
搬送波を変調し、得られた変調波を伝送し、この変調波
を受信した装置が変調波を復調して該プログラムを復元
するようにしてもよい。そして、このプログラムを起動
し、ＯＳの制御下に、他のアプリケーションプログラム
と同様に実行することにより、上述の処理を実行するこ
とができる。
【００４８】なお、ＯＳが処理の一部を分担する場合、
あるいは、ＯＳが本願発明の１つの構成要素の一部を構
成するような場合には、記録媒体には、その部分をのぞ
いたプログラムを格納してもよい。この場合も、この発
明では、その記録媒体には、コンピュータが実行する各
機能又はステップを実行するためのプログラムが格納さ
れているものとする。
あるいは、ＯＳが本願発明の１つの構成要素の一部を構
成するような場合には、記録媒体には、その部分をのぞ
いたプログラムを格納してもよい。この場合も、この発
明では、その記録媒体には、コンピュータが実行する各
機能又はステップを実行するためのプログラムが格納さ
れているものとする。
【００４９】
【発明の効果】以上の説明のように、この発明によれ
ば、原信号の帯域を制限した信号を用いて得られる変調
波から原信号に近い信号を復元できるようにするための
信号補間装置及び信号補間方法が実現される。また、こ
の発明によれば、オーディオ信号を高音質で復元するた
めの信号補間装置及び信号補間方法が実現される。
ば、原信号の帯域を制限した信号を用いて得られる変調
波から原信号に近い信号を復元できるようにするための
信号補間装置及び信号補間方法が実現される。また、こ
の発明によれば、オーディオ信号を高音質で復元するた
めの信号補間装置及び信号補間方法が実現される。
【図１】この発明の実施の形態に係る信号補間器の構成
を示す図である。
を示す図である。
【図２】（ａ）は、補間前のスペクトルの実数部の分布
の一例を示す図であり、（ｂ）は、補間前のスペクトル
の虚数部の分布の一例を示す図であり、（ｃ）は、基準
バンドのスペクトルの実数部の分布を示す図であり、
（ｄ）は、基準バンドのスペクトルの虚数部の分布を示
す図であり、（ｅ）は補間後のスペクトルの実数部の分
布の一例を示す図であり、（ｆ）は、補間後のスペクト
ルの虚数部の分布の一例を示す図である。
の一例を示す図であり、（ｂ）は、補間前のスペクトル
の虚数部の分布の一例を示す図であり、（ｃ）は、基準
バンドのスペクトルの実数部の分布を示す図であり、
（ｄ）は、基準バンドのスペクトルの虚数部の分布を示
す図であり、（ｅ）は補間後のスペクトルの実数部の分
布の一例を示す図であり、（ｆ）は、補間後のスペクト
ルの虚数部の分布の一例を示す図である。
１ フーリエ変換部 ２ 遅延部 ３ 補間バンド解析部 ４ 信号補間処理部 ５ 逆フーリエ変換部 ６ 補間バンド加算部
Claims (13)
- 【請求項１】補間される対象である被補間信号に基づ
き、当該被補間信号が表す値をフーリエ変換して得られ
る複素形式のスペクトルの虚数部及び実数部を表す信号
を生成するスペクトル分布生成手段と、 前記スペクトルが占める帯域に含まれる補間用帯域を特
定する帯域特定手段と、 前記スペクトルが実質的に分布しない被補間帯域を特定
し、特定した当該被補間帯域内のスペクトルの実数部の
分布が、前記帯域特定手段により特定された前記補間用
帯域内のスペクトルの実数部の分布と実質的に同一であ
り、特定した当該被補間帯域内のスペクトルの虚数部の
分布が、前記帯域特定手段により特定された前記補間用
帯域内のスペクトルの虚数部の分布と実質的に同一であ
るような補間用成分を生成する補間手段と、 前記被補間信号と前記補間用成分との和を表す出力信号
を生成する加算部と、を備える、 ことを特徴とする信号補間装置。 - 【請求項２】前記補間用帯域の上限は、前記被補間信号
のスペクトルの分布の上限に実質的に等しい、 ことを特徴とする請求項１に記載の信号補間装置。 - 【請求項３】前記被補間帯域の下限は、前記被補間信号
のスペクトルの分布の上限に実質的に等しい、 ことを特徴とする請求項１又は２に記載の信号補間装
置。 - 【請求項４】前記補間手段は、 前記被補間信号のスペクトルの絶対値の包絡線を表す包
絡線情報を抽出する手段と、 前記補間用成分のスペクトルの強度を、当該補間用成分
のスペクトルの絶対値の強度が前記包絡線情報が示す包
絡線により表される強度に実質的に等しくなるように変
更して前記加算部に供給する手段と、を備え、 前記加算部は、前記被補間信号とスペクトルの強度が変
更された前記補間用成分との和を表す出力信号を生成す
るものである、ことを特徴とする請求項１、２又は３に
記載の信号補間装置。 - 【請求項５】前記補間手段は、 前記被補間信号のスペクトルの実数部の包絡線を表す第
１の包絡線情報及び前記被補間信号のスペクトルの虚数
部の包絡線を表す第２の包絡線情報を抽出する手段と、 前記補間用成分のスペクトルの強度を、当該補間用成分
のスペクトルの実数部の強度が前記第１の包絡線情報が
示す包絡線により表される強度に実質的に等しくなり、
且つ、当該補間用成分のスペクトルの虚数部の強度が前
記第２の包絡線情報が示す包絡線により表される強度に
実質的に等しくなるように変更して前記加算部に供給す
る手段と、を備え、 前記加算部は、前記被補間信号とスペクトルの強度が変
更された前記補間用成分との和を表す出力信号を生成す
るものである、ことを特徴とする請求項１、２又は３に
記載の信号補間装置。 - 【請求項６】前記加算部は、前記補間用成分と実質的に
同相になるように前記被補間信号を遅延させる遅延部を
備え、前記補間用成分及び前記遅延部が遅延させた前記
被補間信号の和を表す前記出力信号を生成する、 ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載
の信号補間装置。 - 【請求項７】補間される対象である被補間信号に基づ
き、当該被補間信号が表す値をフーリエ変換して得られ
る複素形式のスペクトルの虚数部及び実数部を表す信号
を生成し、 前記スペクトルが占める帯域に含まれる補間用帯域を特
定し、 前記スペクトルが実質的に分布しない被補間帯域を特定
し、特定した当該被補間帯域内のスペクトルの実数部の
分布が前記補間用帯域内のスペクトルの実数部の分布と
実質的に同一であり、特定した当該被補間帯域内のスペ
クトルの虚数部の分布が前記補間用帯域内のスペクトル
の虚数部の分布と実質的に同一であるような補間用成分
を生成し、 前記被補間信号と前記補間用成分との和を表す出力信号
を生成する、ことを特徴とする信号補間方法。 - 【請求項８】前記補間用帯域の上限は、前記被補間信号
のスペクトルの分布の上限に実質的に等しい、 ことを特徴とする請求項７に記載の信号補間方法。 - 【請求項９】前記被補間帯域の下限は、前記被補間信号
のスペクトルの分布の上限に実質的に等しい、 ことを特徴とする請求項７又は８に記載の信号補間方
法。 - 【請求項１０】前記被補間信号のスペクトルの絶対値の
包絡線を表す包絡線情報を抽出し、 前記補間用成分のスペクトルの強度を、当該補間用成分
のスペクトルの絶対値の強度が前記包絡線情報が示す包
絡線により表される強度に実質的に等しくなるように変
更し、 前記被補間信号とスペクトルの強度が変更された前記補
間用成分との和を表す出力信号を生成する、 ことを特徴とする請求項７、８又は９に記載の信号補間
方法。 - 【請求項１１】前記被補間信号のスペクトルの実数部の
包絡線を表す第１の包絡線情報及び前記被補間信号のス
ペクトルの虚数部の包絡線を表す第２の包絡線情報を抽
出し、 前記補間用成分のスペクトルの強度を、当該補間用成分
のスペクトルの実数部の強度が前記第１の包絡線情報が
示す包絡線により表される強度に実質的に等しくなり、
且つ、当該補間用成分のスペクトルの虚数部の強度が前
記第２の包絡線情報が示す包絡線により表される強度に
実質的に等しくなるように変更し、 前記被補間信号とスペクトルの強度が変更された前記補
間用成分との和を表す出力信号を生成する、 ことを特徴とする請求項７、８又は９に記載の信号補間
方法。 - 【請求項１２】前記補間用成分と実質的に同相になるよ
うに前記被補間信号を遅延させ、前記補間用成分及び遅
延した前記被補間信号の和を表す前記出力信号を生成す
る、 ことを特徴とする請求項７乃至１１のいずれか１項に記
載の信号補間方法。 - 【請求項１３】コンピュータを、 補間される対象である被補間信号に基づき、当該被補間
信号が表す値をフーリエ変換して得られる複素形式のス
ペクトルの虚数部及び実数部を表す信号を生成するスペ
クトル分布生成手段と、 前記スペクトルが占める帯域に含まれる補間用帯域を特
定する帯域特定手段と、 前記スペクトルが実質的に分布しない被補間帯域を特定
し、特定した当該被補間帯域内のスペクトルの実数部の
分布が、前記帯域特定手段により特定された前記補間用
帯域内のスペクトルの実数部の分布と実質的に同一であ
り、特定した当該被補間帯域内のスペクトルの虚数部の
分布が、前記帯域特定手段により特定された前記補間用
帯域内のスペクトルの虚数部の分布と実質的に同一であ
るような補間用成分を生成する補間手段と、 前記被補間信号と前記補間用成分との和を表す出力信号
を生成する加算部と、 して機能させるためのプログラムを記録したコンピュー
タ読み取り可能な記録媒体。
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