(57)【要約】【課題】  帯域拡張対象信号に、符号化・復号処理による量子化雑音があっても、高品質の帯域拡張信号を得る。【解決手段】  本発明の帯域拡張装置は、帯域拡張対象信号を復号で得た復号回路に係る符号化方式固有の量子化雑音の周波数特性の情報を記憶している雑音周波数特性記憶手段と、帯域拡張対象信号から、混入されている量子化雑音成分を、量子化雑音の周波数特性の情報に基づいて低減する量子化雑音低減手段と、低減後の帯域拡張対象信号に対して帯域拡張を実行する帯域拡張回路本体とを有する。【選択図】      図１
2010224180.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
復号回路から出力された帯域拡張対象信号を帯域拡張する帯域拡張装置において、
帯域拡張を実行する帯域拡張回路本体と、
上記復号回路に係る符号化方式固有の量子化雑音の周波数特性の情報を記憶している雑音周波数特性記憶手段と、
上記復号回路から出力された帯域拡張対象信号から、混入されている量子化雑音成分を、上記雑音周波数特性記憶手段に記憶されている量子化雑音の周波数特性の情報に基づいて低減して、上記帯域拡張回路本体に入力させる量子化雑音低減手段と
を有することを特徴とする帯域拡張装置。
【請求項２】
学習用信号を出力する学習用信号発生手段と、
上記符号化方式に従って学習用信号を符号化すると共に、直ちに復号する量子化雑音混入学習用信号形成手段と、
上記学習用信号発生手段から出力された学習用信号から、上記量子化雑音混入学習用信号形成手段から出力された学習信号を減算して、量子化雑音信号を得る減算手段と、
得られた量子化雑音信号の周波数特性を分析して、上記雑音周波数特性記憶手段に記憶させる情報を形成する雑音学習手段と
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の帯域拡張装置。
【請求項３】
復号回路から出力された帯域拡張対象信号を帯域拡張する帯域拡張方法において、
帯域拡張回路本体は、帯域拡張を実行し、
雑音周波数特性記憶手段は、上記復号回路に係る符号化方式固有の量子化雑音の周波数特性の情報を記憶しており、
量子化雑音低減手段は、上記復号回路から出力された帯域拡張対象信号から、混入されている量子化雑音成分を、上記雑音周波数特性記憶手段に記憶されている量子化雑音の周波数特性の情報に基づいて低減して、上記帯域拡張回路本体に入力させる
ことを特徴とする帯域拡張方法。
【請求項４】
学習用信号発生手段は、学習用信号を出力し、
量子化雑音混入学習用信号形成手段は、上記符号化方式に従って学習用信号を符号化すると共に、直ちに復号し、
減算手段は、上記学習用信号発生手段から出力された学習用信号から、上記量子化雑音混入学習用信号形成手段から出力された学習信号を減算して、量子化雑音信号を得、
雑音学習手段は、得られた量子化雑音信号の周波数特性を分析して、上記雑音周波数特性記憶手段に記憶させる情報を形成する
ことを特徴とする請求項３に記載の帯域拡張方法。
【請求項５】
復号処理で得られた帯域拡張対象信号を帯域拡張する帯域拡張プログラムであって、
コンピュータを、
帯域拡張を実行する帯域拡張回路本体と、
上記復号処理に係る符号化方式固有の量子化雑音の周波数特性の情報を記憶している雑音周波数特性記憶手段と、
上記復号処理で得られた帯域拡張対象信号から、混入されている量子化雑音成分を、上記雑音周波数特性記憶手段に記憶されている量子化雑音の周波数特性の情報に基づいて低減して、上記帯域拡張回路本体に入力させる量子化雑音低減手段と
して機能させることを特徴とする帯域拡張プログラム。
【請求項６】
コンピュータをさらに、
学習用信号を出力する学習用信号発生手段と、
上記符号化方式に従って学習用信号を符号化すると共に、直ちに復号する量子化雑音混入学習用信号形成手段と、
上記学習用信号発生手段から出力された学習用信号から、上記量子化雑音混入学習用信号形成手段から出力された学習信号を減算して、量子化雑音信号を得る減算手段と、
得られた量子化雑音信号の周波数特性を分析して、上記雑音周波数特性記憶手段に記憶させる情報を形成する雑音学習手段と
して機能させることを特徴とする請求項５に記載の帯域拡張プログラム。
【請求項７】
復号回路から出力された帯域拡張対象信号に対し、帯域拡張を実行する帯域拡張回路本体と、上記復号回路に係る符号化方式固有の量子化雑音の周波数特性の情報を記憶している雑音周波数特性記憶手段と、上記復号回路から出力された帯域拡張対象信号から、混入されている量子化雑音成分を、上記雑音周波数特性記憶手段に記憶されている量子化雑音の周波数特性の情報に基づいて低減して、上記帯域拡張回路本体に入力させる量子化雑音低減手段とを有する帯域拡張装置が利用する量子化雑音の周波数特性の情報を形成する量子化雑音学習装置であって、
学習用信号を出力する学習用信号発生手段と、
上記符号化方式に従って学習用信号を符号化すると共に、直ちに復号する量子化雑音混入学習用信号形成手段と、
上記学習用信号発生手段から出力された学習用信号から、上記量子化雑音混入学習用信号形成手段から出力された学習信号を減算して、量子化雑音信号を得る減算手段と、
得られた量子化雑音信号の周波数特性を分析して、上記雑音周波数特性記憶手段に記憶させる情報を形成する雑音学習手段と
を備えることを特徴とする量子化雑音学習装置。
【請求項８】
復号回路から出力された帯域拡張対象信号に対し、帯域拡張を実行する帯域拡張回路本体と、上記復号回路に係る符号化方式固有の量子化雑音の周波数特性の情報を記憶している雑音周波数特性記憶手段と、上記復号回路から出力された帯域拡張対象信号から、混入されている量子化雑音成分を、上記雑音周波数特性記憶手段に記憶されている量子化雑音の周波数特性の情報に基づいて低減して、上記帯域拡張回路本体に入力させる量子化雑音低減手段とを有する帯域拡張装置が利用する量子化雑音の周波数特性の情報を形成する量子化雑音学習方法であって、
学習用信号発生手段は、学習用信号を出力し、
量子化雑音混入学習用信号形成手段は、上記符号化方式に従って学習用信号を符号化すると共に、直ちに復号し、
減算手段は、上記学習用信号発生手段から出力された学習用信号から、上記量子化雑音混入学習用信号形成手段から出力された学習信号を減算して、量子化雑音信号を得、
雑音学習手段は、得られた量子化雑音信号の周波数特性を分析して、上記雑音周波数特性記憶手段に記憶させる情報を形成する
ことを特徴とする量子化雑音学習方法。
【請求項９】
復号回路から出力された帯域拡張対象信号に対し、帯域拡張を実行する帯域拡張回路本体と、上記復号回路に係る符号化方式固有の量子化雑音の周波数特性の情報を記憶している雑音周波数特性記憶手段と、上記復号回路から出力された帯域拡張対象信号から、混入されている量子化雑音成分を、上記雑音周波数特性記憶手段に記憶されている量子化雑音の周波数特性の情報に基づいて低減して、上記帯域拡張回路本体に入力させる量子化雑音低減手段とを有する帯域拡張装置が利用する量子化雑音の周波数特性の情報を形成する量子化雑音学習プログラムであって、
コンピュータを、
学習用信号を出力する学習用信号発生手段と、
上記符号化方式に従って学習用信号を符号化すると共に、直ちに復号する量子化雑音混入学習用信号形成手段と、
上記学習用信号発生手段から出力された学習用信号から、上記量子化雑音混入学習用信号形成手段から出力された学習信号を減算して、量子化雑音信号を得る減算手段と、
得られた量子化雑音信号の周波数特性を分析して、上記雑音周波数特性記憶手段に記憶させる情報を形成する雑音学習手段と
して機能させることを特徴とする量子化雑音学習プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は帯域拡張装置、方法及びプログラム、並びに、量子化雑音学習装置、方法及びプログラムに関し、例えば、帯域が制限された音声信号に対し、その帯域上限を超える信号を生成、付加して帯域を拡張する場合に適用し得るものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、盛んに行われている音声通信である電話は、伝送可能な音声周波数に制限がある。具体的には、３００Ｈｚ〜３．４ｋＨｚの音声信号しか伝送できず、その通話音声品質は十分とは言えない。また、聴き取り易さも阻害されている。
【０００３】
このような課題に対し、帯域が制限された音声信号の帯域を拡張し、音声品質、聴き取り易さを向上しようとする試みがある（特許文献１、特許文献２参照）。従来の拡張方法では、図５に示すように、帯域が制限された音声信号から、その帯域を超える帯域の信号を生成し、付加することにより帯域の拡張を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−９０９９２号公報
【特許文献２】特開平８−１２３４９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の音声帯域拡張方法によると、入力音声信号がクリーンな状態（例えば、アナログ／デジタル変換直後の信号）の場合には、比較的良好な拡張音声信号が得られる。
【０００６】
しかしながら、入力音声信号に、符号化・復号処理による量子化雑音が重畳されている場合などには、生成された拡張帯域に量子化雑音の影響が出て、拡張音声信号の品質劣化が無視できないものとなっている。音声帯域の拡張は高音質を意図しているが、拡張帯域の品質が劣化するのであれば拡張した意義が喪失されてしまう。
【０００７】
そのため、入力信号に、符号化・復号処理による量子化雑音があっても、高品質の帯域拡張信号を得ることができる帯域拡張装置、方法及びプログラムや、そのような新たな帯域拡張装置、方法及びプログラムに適用可能な新技術が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる課題を解決するため、第１の本発明は、復号回路から出力された帯域拡張対象信号を帯域拡張する帯域拡張装置において、（１）帯域拡張を実行する帯域拡張回路本体と、（２）上記復号回路に係る符号化方式固有の量子化雑音の周波数特性の情報を記憶している雑音周波数特性記憶手段と、（３）上記復号回路から出力された帯域拡張対象信号から、混入されている量子化雑音成分を、上記雑音周波数特性記憶手段に記憶されている量子化雑音の周波数特性の情報に基づいて低減して、上記帯域拡張回路本体に入力させる量子化雑音低減手段とを有することを特徴とする。
【０００９】
第２の本発明は、復号回路から出力された帯域拡張対象信号を帯域拡張する帯域拡張方法において、（１）帯域拡張回路本体は、帯域拡張を実行し、（２）雑音周波数特性記憶手段は、上記復号回路に係る符号化方式固有の量子化雑音の周波数特性の情報を記憶しており、（３）量子化雑音低減手段は、上記復号回路から出力された帯域拡張対象信号から、混入されている量子化雑音成分を、上記雑音周波数特性記憶手段に記憶されている量子化雑音の周波数特性の情報に基づいて低減して、上記帯域拡張回路本体に入力させることを特徴とする。
【００１０】
第３の本発明は、復号処理で得られた帯域拡張対象信号を帯域拡張する帯域拡張プログラムであって、コンピュータを、（１）帯域拡張を実行する帯域拡張回路本体と、（２）上記復号処理に係る符号化方式固有の量子化雑音の周波数特性の情報を記憶している雑音周波数特性記憶手段と、（３）上記復号処理で得られた帯域拡張対象信号から、混入されている量子化雑音成分を、上記雑音周波数特性記憶手段に記憶されている量子化雑音の周波数特性の情報に基づいて低減して、上記帯域拡張回路本体に入力させる量子化雑音低減手段として機能させることを特徴とする。
【００１１】
第４の本発明は、復号回路から出力された帯域拡張対象信号に対し、帯域拡張を実行する帯域拡張回路本体と、上記復号回路に係る符号化方式固有の量子化雑音の周波数特性の情報を記憶している雑音周波数特性記憶手段と、上記復号回路から出力された帯域拡張対象信号から、混入されている量子化雑音成分を、上記雑音周波数特性記憶手段に記憶されている量子化雑音の周波数特性の情報に基づいて低減して、上記帯域拡張回路本体に入力させる量子化雑音低減手段とを有する帯域拡張装置が利用する量子化雑音の周波数特性の情報を形成する量子化雑音学習装置であって、（１）学習用信号を出力する学習用信号発生手段と、（２）上記符号化方式に従って学習用信号を符号化すると共に、直ちに復号する量子化雑音混入学習用信号形成手段と、（３）上記学習用信号発生手段から出力された学習用信号から、上記量子化雑音混入学習用信号形成手段から出力された学習信号を減算して、量子化雑音信号を得る減算手段と、（４）得られた量子化雑音信号の周波数特性を分析して、上記雑音周波数特性記憶手段に記憶させる情報を形成する雑音学習手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
第５の本発明は、復号回路から出力された帯域拡張対象信号に対し、帯域拡張を実行する帯域拡張回路本体と、上記復号回路に係る符号化方式固有の量子化雑音の周波数特性の情報を記憶している雑音周波数特性記憶手段と、上記復号回路から出力された帯域拡張対象信号から、混入されている量子化雑音成分を、上記雑音周波数特性記憶手段に記憶されている量子化雑音の周波数特性の情報に基づいて低減して、上記帯域拡張回路本体に入力させる量子化雑音低減手段とを有する帯域拡張装置が利用する量子化雑音の周波数特性の情報を形成する量子化雑音学習方法であって、（１）学習用信号発生手段は、学習用信号を出力し、（２）量子化雑音混入学習用信号形成手段は、上記符号化方式に従って学習用信号を符号化すると共に、直ちに復号し、（３）減算手段は、上記学習用信号発生手段から出力された学習用信号から、上記量子化雑音混入学習用信号形成手段から出力された学習信号を減算して、量子化雑音信号を得、（４）雑音学習手段は、得られた量子化雑音信号の周波数特性を分析して、上記雑音周波数特性記憶手段に記憶させる情報を形成することを特徴とする。
【００１３】
第６の本発明は、復号回路から出力された帯域拡張対象信号に対し、帯域拡張を実行する帯域拡張回路本体と、上記復号回路に係る符号化方式固有の量子化雑音の周波数特性の情報を記憶している雑音周波数特性記憶手段と、上記復号回路から出力された帯域拡張対象信号から、混入されている量子化雑音成分を、上記雑音周波数特性記憶手段に記憶されている量子化雑音の周波数特性の情報に基づいて低減して、上記帯域拡張回路本体に入力させる量子化雑音低減手段とを有する帯域拡張装置が利用する量子化雑音の周波数特性の情報を形成する量子化雑音学習プログラムであって、コンピュータを、（１）学習用信号を出力する学習用信号発生手段と、（２）上記符号化方式に従って学習用信号を符号化すると共に、直ちに復号する量子化雑音混入学習用信号形成手段と、（３）上記学習用信号発生手段から出力された学習用信号から、上記量子化雑音混入学習用信号形成手段から出力された学習信号を減算して、量子化雑音信号を得る減算手段と、（４）得られた量子化雑音信号の周波数特性を分析して、上記雑音周波数特性記憶手段に記憶させる情報を形成する雑音学習手段として機能させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、拡張対象信号に、符号化・復号処理による量子化雑音があっても、高品質の帯域拡張信号を得ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の実施形態に係る帯域拡張装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施形態における符復号雑音低減回路の内部構成例を示すブロック図である。
【図３】第２の実施形態に係る帯域拡張装置の全体構成を示すブロック図である。
【図４】第２の実施形態における学習パラメータ記憶部の構成を示す説明図である。
【図５】帯域拡張の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（Ａ）第１の実施形態
以下、本発明による帯域拡張装置、方法及びプログラム、並びに、量子化雑音学習装置、方法及びプログラムの第１の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。この第１の実施形態の帯域拡張装置や量子化雑音学習装置は、音声信号を取り扱う装置（例えば、電話端末やソフトフォンなど）で利用されるものである。また、第１の実施形態の装置は、適用可能なコーデックの種類が１種類の場合の実施形態である。
【００１７】
第１の実施形態は、予め符号化・復号処理で生じる量子化雑音の特性を取得しておき、復号処理により得られた音声信号に対し、この学習特性に応じた雑音低減処理を施した後に拡張帯域部分を生成することを特徴としている。
【００１８】
（Ａ−１）第１の実施形態の構成
図１は、第１の実施形態に係る帯域拡張装置の全体構成を示すブロック図である。例えば、第１の実施形態の帯域拡張装置を搭載する装置がソフトフォンであって、帯域拡張装置が、ＣＰＵと、ＣＰＵが実行するプログラムで実現される場合であっても、機能的には、図１の機能ブロック図で表すことができる。
【００１９】
図１において、第１の実施形態の帯域拡張装置１００は、大きくは、量子化雑音学習部１１０と、学習パラメータ記憶部１２０と、帯域拡張部１３０とから構成されている。なお、帯域拡張部１３０へ復号された音声データを与える復号回路１０１は、第１の実施形態の帯域拡張装置１００を搭載する装置に設けられている、符号化音声データを復号する回路を表している。
【００２０】
量子化雑音学習部１１０は、帯域拡張部１３０が帯域拡張処理で利用する学習パラメータを得て、学習パラメータ記憶部１２０に記憶させるものである。
【００２１】
量子化雑音学習部１１０は、学習用データ発生部１１１、符号化回路１１２、復号回路１１３、減算器１１４及び符復号雑音学習回路１１５を有する。
【００２２】
学習用データ発生部１１１は、学習用の音声信号（デジタル信号；以下、学習用音声データと呼ぶ）を発生して出力するものである。例えば、音声データを記録した記録媒体からの読み出しによって学習用の音声データを発生するものを適用できる。また例えば、マイクロフォンが捕捉し、アナログ／デジタル変換した任意の音声信号を学習用の音声信号として利用するようにしても良い。
【００２３】
符号化回路１１２は、第１の実施形態の帯域拡張装置１００を搭載する装置が採用している符号化方式（コーデックの種類）に従って、学習用音声データを符号化するものである。復号回路１１３は、符号化回路１１２から出力された符号化された学習用音声データを復号するものである。符号化回路１１２へ入力される学習用音声データと、復号回路１１３から出力された学習用音声データとは、符号化、復号処理を経たことによる量子化雑音（以下では適宜、符復号雑音と呼ぶ）分だけ異なっているものである。
【００２４】
減算器１１４は、符号化回路１１２へ入力される学習用音声データから、復号回路１１３から出力された学習用音声データを減算することにより、符号化、復号処理に伴う量子化雑音成分からなる符復号雑音データを得るものである。
【００２５】
符復号雑音学習回路１１５は、符復号雑音データの周波数特性を表す情報（学習パラメータ）を得て、学習パラメータ記憶部１２０に記憶させるものである。学習パラメータは、符復号雑音データの長期的な平均を反映させたパラメータであれば良い。符復号雑音学習回路１１５は、例えば、符復号雑音データを所定時間毎のフレームに分割し、各フレームにＦＦＴ処理を施し、フレーム毎のＦＦＴ処理結果の平均を学習パラメータとして記憶する。また、学習用音声データとして、複数用意しておき、それぞれの学習用音声データを適用して得た学習パラメータを平均して、学習パラメータ記憶部１２０に記憶させる学習パラメータを得るようにしても良い。
【００２６】
帯域拡張部１３０には、音声通信時に復号回路１０１が復号処理で得た音声データが入力させるようになされており、この音声データの帯域を拡張するものである。なお、対向する装置の符号化回路（図示せず）と復号回路１０１との符号化、復号処理を通して、復号回路１０１から出力された音声データには符復号雑音が混入されている。上述した量子化雑音学習部１１０の符号化回路１１２は、対向する装置の符号化回路（図示せず）と同様なものであり、上述した量子化雑音学習部１１０の復号回路１１３は、復号回路１０１と同様なものである。
【００２７】
帯域拡張部１３０は、符復号雑音低減回路１３１、帯域拡張回路１３２、高域通過回路１３３、アップサンプリング回路１３４及び加算器１３５を有する。
【００２８】
符復号雑音低減回路１３１は、学習パラメータ記憶部１２０に記憶されている学習パラメータに基づいて、復号回路１０１から出力された音声データの符復号雑音を低減するものである。符復号雑音の低減には、例え、周波数減算などを利用できる。
【００２９】
図２は、符復号雑音低減回路１３１の内部構成例を示すブロック図である。図２において、符復号雑音低減回路１３１は、ＦＦＴ処理回路２００、周波数減算回路２０１及び逆ＦＦＴ処理回路２０２を有する。
【００３０】
ＦＦＴ処理回路２００は、復号回路１０１から出力された音声データに対しＦＦＴを施す。周波数減算回路２０１は、音声データに対するＦＦＴ処理結果から、学習パラメータ記憶部１２０に記憶されている学習パラメータ（符復号雑音についてのＦＦＴ処理結果）を、対応する周波数毎に減算する。逆ＦＦＴ処理回路２０２は、周波数減算回路２０１から出力されたＦＦＴデータに対し、逆ＦＦＴ処理を実行する。
【００３１】
帯域拡張回路１３２は、符復号雑音低減回路１３１から出力された音声データに対し、帯域拡張処理を実行する。帯域拡張回路１３２による帯域拡張方法としては、既存のいかなる方法を適用しても良い。なお、帯域拡張回路１３２として、内部で、拡張帯域部分の処理部と、既存帯域部分の処理部とに分かれているものを適用した場合には、少なくとも前者にのみ符復号雑音を低減した音声データを入力させるようにすれば良い。
【００３２】
高域通過回路１３３は、帯域拡張された音声データから、拡張部分の周波数成分を抜き出すものである。図１では、帯域拡張回路１３２として、既存帯域部分と拡張帯域部分とを含む広帯域の音声データを出力する既存のものを適用する場合を示しており、そのため、高域通過回路１３３を設けている。帯域拡張回路１３２に代え、拡張帯域部分だけを形成する回路を適用した場合には、高域通過回路１３３を省略することができる。
【００３３】
アップサンプリング回路１３４は、復号回路１０１から出力された音声データのサンプリングレートを、所望する広帯域に合わせて上昇させるものである。
【００３４】
加算器１３５は、アップサンプリングされた既存帯域の音声データ部分と、高域通過回路１３３からの高域帯域の音声データ部分とを加算して帯域拡張信号を得るものである。
【００３５】
（Ａ−２）第１の実施形態の動作
次に、第１の実施形態の帯域拡張装置１００の動作を、量子化雑音学習動作（量子化雑音学習方法）、帯域拡張動作（帯域拡張方法）の順に説明する。
【００３６】
符復号雑音（量子化雑音）の学習動作モードでは、学習用データ発生部１１１から、学習用音声データが出力され、符号化回路１１２及び減算器１１４に与えられる。
【００３７】
学習用音声データは、符号化回路１１２によって符号化された後、復号回路１１３によって直ちに復号されて、減算器１１４の減算入力端子に与えられる。
【００３８】
符号化回路１１２へ入力される学習用音声データと、復号回路１１３から出力された学習用音声データとは、符復号雑音分だけが異なっており、減算器１１４の減算を通じて、符復号雑音データが取り出される。取り出された符復号雑音データの周波数特性を表す情報（学習パラメータ）が、符復号雑音学習回路１１５によって得られ、学習パラメータ記憶部１２０に記憶される。
【００３９】
音声データの帯域拡張動作モードでは、復号回路１０１が復号処理で得た音声データが符復号雑音低減回路１３１に与えられ、この音声データに混入されている符復号雑音が、学習パラメータ記憶部１２０に記憶されている学習パラメータが利用されて、低減される。
【００４０】
符復号雑音が低減された音声データは、帯域拡張回路１３２によって帯域が拡張された後、高域通過回路１３３によって、所望する拡張部分の周波数成分だけが抽出されて加算器１３５に与えられる。また、復号回路１０１が復号処理で得た音声データは、アップサンプリング回路１３４によって、そのサンプリングレートが上昇されて加算器１３５に与えられる。その結果、加算器１３５によって、アップサンプリングされた既存帯域の音声データ部分と、高域通過回路１３３からの高域帯域の音声データ部分とが加算されて帯域拡張信号が得られ、出力される。
【００４１】
（Ａ−３）第１の実施形態の効果
第１の実施形態によれば、符号化・復号処理による量子化雑音（符復号雑音）を除去した後に、帯域拡張成分を形成するようにしたので、拡張帯域部分の符復号雑音が知覚され難くなり、音声品質が高い、聴き取り易さが良好な帯域拡張信号を得ることができる。
【００４２】
因みに、従来は、符復号雑音は、聴覚特性を考慮したマスキング処理により知覚され難くしている。既存帯域部分については、このような処理で対応できていたが、生成された拡張帯域部分については、正確な聴覚特性が得られないため、効果的なマスキング処理が実施できず、符復号雑音が知覚されてしまっていた。
【００４３】
（Ｂ）第２の実施形態
次に、本発明による帯域拡張装置、方法及びプログラム、並びに、量子化雑音学習装置、方法及びプログラムの第２の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。第２の実施形態の装置は、適用可能なコーデックの種類が２種類以上の場合の実施形態である。
【００４４】
図３は、第２の実施形態に係る帯域拡張装置の全体構成を示すブロック図であり、第１の実施形態に係る図１との同一、対応部分には、同一、対応符号を付して示している。
【００４５】
図３において、第２の実施形態の帯域拡張装置１００Ａは、大きくは、量子化雑音学習部１１０Ａと、学習パラメータ記憶部１２０Ａと、帯域拡張部１３０Ａとから構成されている。
【００４６】
第２の実施形態の量子化雑音学習部１１０Ａは、学習用データ発生部１１１、符号化回路１１２Ａ、復号回路１１３Ａ、減算器１１４、符復号雑音学習回路１１５及び学習コーデック種類設定部１１６を有する。
【００４７】
第２の実施形態の場合、符号化回路１１２Ａ及び復号回路１１３Ａはそれぞれ、学習コーデック種類設定部１１６によって指示されたコーデックの種類（符号化方式）に従った符号化、復号を実行できる可変構成のものである。なお、コーデックの種類によって、学習用データのサンプリングレートも異なる場合には、学習用データ発生部１１１も、学習コーデック種類設定部１１６によって指示されたコーデックの種類に応じた学習用データを出力する可変構成のものを適用することを要する。
【００４８】
第２の実施形態で新たに設けられた学習コーデック種類設定部１１６は、当該装置が適用可能なコーデックの種類を、順次、符号化回路１１２Ａ及び復号回路１１３Ａに設定させて、各コーデック種類の学習パラメータを順次形成させて、学習パラメータ記憶部１２０Ａに記憶させるように各部を制御するものである。
【００４９】
図４は、学習パラメータ記憶部１２０Ａの構成を示す説明図である。第２の実施形態の学習パラメータ記憶部１２０Ａは、コーデック種類毎に、学習パラメータを記憶している構成を有する。
【００５０】
第２の実施形態の帯域拡張部１３０Ａは、符復号雑音低減回路１３１Ａ、帯域拡張回路１３２、高域通過回路１３３、アップサンプリング回路１３４、加算器１３５及び適用コーデック種類設定部１３６を有する。
【００５１】
第２の実施形態で新たに設けられた適用コーデック種類設定部１３６は、音声通信の開始前に実行されるネゴシエーションで適用することに決定されたコーデックの種類を、可変構成の復号回路１０１Ａに設定させるものであるが、それだけでなく、符復号雑音低減回路１３１Ａに対し、学習パラメータ記憶部１２０Ａから学習パラメータを取り出すコーデックの種類を指示するものとして機能する。なお、コーデックの種類によって、音声データのサンプリングレートも異なる場合には、適用コーデック種類設定部１３６は、帯域拡張回路１３２、高域通過回路１３３、アップサンプリング回路１３４、加算器１３５等に対しても、コーデック種類又はサンプリングレートを通知したり指示したりする。
【００５２】
以上のように、第２の実施形態は複数種類のコーデックに対応できるような構成になっており、学習するコーデックの種類が設定された際の動作は第１の実施形態と同様であり、通信時のコーデックの種類が定まった後の動作は第１の実施形態と同様であり、動作の詳細な説明は省略する。
【００５３】
第２の実施形態によれば、装置が複数種類のコーデックに対応し、通信時にいずれのコーデックが選択されても、上述した第１の実施形態の効果を奏することができる。
【００５４】
（Ｃ）他の実施形態
上記各実施形態では、学習パラメータ記憶部及び帯域拡張部に加え、量子化雑音学習部も同じ装置が有するものを示したが、学習パラメータ記憶部及び帯域拡張部だけを備え、量子化雑音学習部を備えないように装置を構築しても良い。この場合、外部装置が得た学習パラメータが学習パラメータ記憶部に設定されている。
【００５５】
また、上記各実施形態では、アップサンプリング回路への入力データを、符復号雑音低減回路の入力側から得ているものを示したが、アップサンプリング回路への入力データを、符復号雑音低減回路の出力側から得るようにしても良い。
【００５６】
上記各実施形態では、帯域拡張対象が音声データであるものを示したが、帯域拡張対象が音響データの場合にも、本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１００、１００Ａ…帯域拡張装置、
１１０、１１０Ａ…量子化雑音学習部、
１１１…学習用データ発生部、１１２、１１２Ａ…符号化回路、
１１３、１１３Ａ…復号回路、１１４…減算器、
１１５…符復号雑音学習回路、１１６…学習コーデック種類設定部、
１２０、１２０Ａ…学習パラメータ記憶部、
１３０、１３０Ａ…帯域拡張部、
１３１、１３１Ａ…符復号雑音低減回路、１３２…帯域拡張回路、
１３３…高域通過回路、１３４…アップサンプリング回路、
１３５…加算器、１３６…適用コーデック種類設定部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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