(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から供給される入力信号のうち第１の帯域を占める第１の帯域成分を抽出する第１のフィルタと、
前記第１の帯域成分の振幅が第１の所定値を超えたか否かを判別する第１の判別手段と、
前記第１の帯域成分の振幅が第２の所定値を下回った時間の長さが所定の値に達したか否かを判別する第２の判別手段と、
前記第１の帯域成分の振幅が前記第１の所定値を超えたと前記第１の判別手段が判別してから、前記第１の帯域成分の振幅が前記第２の所定値を下回った時間の長さが所定の値に達したと前記第２の判別手段が判別するまでの期間、前記入力信号を出力し、前記期間を除く期間、前記入力信号のうち第２の帯域を占める第２の帯域成分を抽出して出力する第２のフィルタと、を備える、
ことを特徴とする波形補正装置。
【請求項２】
前記第１の帯域は、所定の第１の周波数より高周波側の帯域からなり、
前記第２の帯域は、所定の第２の周波数より低周波側の帯域からなる、
ことを特徴とする請求項１に記載の波形補正装置。
【請求項３】
外部から供給される入力信号のうち第１の帯域を占める第１の帯域成分を抽出する第１のフィルタと、
前記入力信号のうち第２の帯域を占める第２の帯域成分を抽出する第２のフィルタと、
前記第１の帯域成分の振幅が第１の所定値を超えたか否かを判別する第１の判別手段と、
前記第２の帯域成分の振幅が第２の所定値を下回った時間の長さが所定の値に達したか否かを判別する第２の判別手段と、
前記第１の帯域成分の振幅が前記第１の所定値を超えたと前記第１の判別手段が判別してから、前記第１の帯域成分の振幅が前記第２の所定値を下回った時間の長さが所定の値に達したと前記第２の判別手段が判別するまでの期間、前記入力信号を出力し、前記期間を除く期間、前記入力信号のうち第３の帯域を占める第３の帯域成分を抽出して出力する第３のフィルタと、を備える、
ことを特徴とする波形補正装置。
【請求項４】
外部から供給される入力信号のうち第１の帯域を占める第１の帯域成分を抽出し、
前記第１の帯域成分の振幅が第１の所定値を超えたか否かを判別し、
前記第１の帯域成分の振幅が第２の所定値を下回った時間の長さが所定の値に達したか否かを判別し、
前記第１の帯域成分の振幅が前記第１の所定値を超えたと判別してから、前記第１の帯域成分の振幅が前記第２の所定値を下回った時間の長さが所定の値に達したと判別するまでの期間、前記入力信号を出力し、前記期間を除く期間、前記入力信号のうち第２の帯域を占める第２の帯域成分を抽出して出力する、
ことを特徴とする波形補正方法。
【請求項５】
コンピュータを、
外部から供給される入力信号のうち第１の帯域を占める第１の帯域成分を抽出する第１のフィルタと、
前記第１の帯域成分の振幅が第１の所定値を超えたか否かを判別する第１の判別手段と、
前記第１の帯域成分の振幅が第２の所定値を下回った時間の長さが所定の値に達したか否かを判別する第２の判別手段と、
前記第１の帯域成分の振幅が前記第１の所定値を超えたと前記第１の判別手段が判別してから、前記第１の帯域成分の振幅が前記第２の所定値を下回った時間の長さが所定の値に達したと前記第２の判別手段が判別するまでの期間、前記入力信号を出力し、前記期間を除く期間、前記入力信号のうち第２の帯域を占める第２の帯域成分を抽出して出力する第２のフィルタと、
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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、波形補正装置及び波形補正方法に関し、特に、音声を表す信号の波形を補正する波形補正装置及び波形補正方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
音声を表す音声データを効率よく伝送あるいは記録するため、音声データを圧縮する技術が近年普及している。圧縮の手法としては、例えば、ＭＰ３（ＭＰＥＧ１  ａｕｄｉｏ  ｌａｙｅｒ  ３）やＡＡＣ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ａｕｄｉｏ  Ｃｏｄｉｎｇ）等の手法が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、圧縮された音声データを伸長したものを用いて音声を再生した場合、再生により得られる音声の波形は歪みを含んだものとなり、この歪みが、音声の劣化の原因となっている。
例えば、圧縮された音声データの再生により得られる音声の波形のうち、元の音声の波形が立ち上がる直前や立ち下がる直前にあたる部分には、プリエコーと呼ばれる歪みが加わる。一般に、プリエコーが占める帯域は、元の音声が占める帯域のうち上限に近い部分（例えば、１０キロヘルツ以上）にあたる。このため、再生により得られる音声は、元の音声の高域の部分を歪ませたものとなる。
そして、音声データを再生して得られる音声の帯域を単純に制限しただけでは、元の音声に含まれる成分がこの歪みと共に除去されてしまい、音声の劣化を防ぐことができない。
【０００４】
また、音声データを再生して得られる音声には、音声データの圧縮に起因する歪み以外にも、ノイズ等の不要な成分が加わり、音声の劣化を招いている。
【０００５】
この発明は、上記実状に鑑みてなされたものであり、圧縮された音声データの再生により得られる音声の歪みを選択的に除去するための波形補正装置及び波形補正方法を提供することを目的とする。
また、この発明は、音声データを再生して得られる音声から不要な成分を除去するための波形補正装置及び波形補正方法を提供することも目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく、この発明の第１の観点にかかる波形補正装置は、
外部から供給される入力信号のうち第１の帯域を占める第１の帯域成分を抽出する第１のフィルタと、
前記第１の帯域成分の振幅が第１の所定値を超えたか否かを判別する第１の判別手段と、
前記第１の帯域成分の振幅が第２の所定値を下回った時間の長さが所定の値に達したか否かを判別する第２の判別手段と、
前記第１の帯域成分の振幅が前記第１の所定値を超えたと前記第１の判別手段が判別してから、前記第１の帯域成分の振幅が前記第２の所定値を下回った時間の長さが所定の値に達したと前記第２の判別手段が判別するまでの期間、前記入力信号を出力し、前記期間を除く期間、前記入力信号のうち第２の帯域を占める第２の帯域成分を抽出して出力する第２のフィルタと、を備える、
ことを特徴とする。
【０００７】
このような波形補正装置によれば、入力信号が立ち上がり又は立ち下がることにより第１の帯域成分の振幅が第１の所定値を超えると、第２のフィルタが帯域制限を解除し、入力信号が実質的に途絶えることによって第１の帯域成分の振幅が一定時間以上第２の所定値を下回ると、第２のフィルタは通過帯域を第２の帯域に絞る。従って、音声データの圧縮に起因する歪みが、入力信号の立ち上がり及び立ち下がり直前に加わるものであって第２の帯域の外に存在するならば、この歪みは選択的に除去される。
また、この歪み以外の不要な成分も、第２の帯域の外にあるものであれば、第２のフィルタにより除去される。第２のフィルタが帯域制限を解除する期間は入力信号の振幅が大きな期間であるので、不要な成分が音質に与える影響は少ない。
【０００８】
音声データの圧縮に起因して生じる歪みが占める帯域が、元の音声が占める帯域のうち上限に近い部分にあたる場合、前記第１の帯域は、所定の第１の周波数より高周波側の帯域からなり、前記第２の帯域は、所定の第２の周波数より低周波側の帯域からなるものであれば、第１及び第２の周波数を適切に設定することにより、この歪みが効率よく除去される。
【０００９】
また、この発明の第２の観点にかかる波形補正装置は、
外部から供給される入力信号のうち第１の帯域を占める第１の帯域成分を抽出する第１のフィルタと、
前記入力信号のうち第２の帯域を占める第２の帯域成分を抽出する第２のフィルタと、
前記第１の帯域成分の振幅が第１の所定値を超えたか否かを判別する第１の判別手段と、
前記第２の帯域成分の振幅が第２の所定値を下回った時間の長さが所定の値に達したか否かを判別する第２の判別手段と、
前記第１の帯域成分の振幅が前記第１の所定値を超えたと前記第１の判別手段が判別してから、前記第１の帯域成分の振幅が前記第２の所定値を下回った時間の長さが所定の値に達したと前記第２の判別手段が判別するまでの期間、前記入力信号を出力し、前記期間を除く期間、前記入力信号のうち第３の帯域を占める第３の帯域成分を抽出して出力する第３のフィルタと、を備える、
ことを特徴とする。
【００１０】
このような波形補正装置によれば、入力信号が立ち上がり又は立ち下がることにより第１の帯域成分の振幅が第１の所定値を超えると、第３のフィルタが帯域制限を解除し、入力信号が実質的に途絶えることによって第２の帯域成分の振幅が一定時間以上第２の所定値を下回ると、第３のフィルタは通過帯域を第３の帯域に絞る。従って、音声データの圧縮に起因する歪みが、入力信号の立ち上がり及び立ち下がり直前に加わるものであって第３の帯域の外に存在するならば、この歪みは選択的に除去される。
また、この歪み以外の不要な成分も、第３の帯域の外にあるものであれば、第３のフィルタにより除去される。第３のフィルタが帯域制限を解除する期間は入力信号の振幅が大きな期間であるので、不要な成分が音質に与える影響は少ない。
【００１１】
また、この発明の第３の観点にかかる波形補正方法は、
外部から供給される入力信号のうち第１の帯域を占める第１の帯域成分を抽出し、
前記第１の帯域成分の振幅が第１の所定値を超えたか否かを判別し、
前記第１の帯域成分の振幅が第２の所定値を下回った時間の長さが所定の値に達したか否かを判別し、
前記第１の帯域成分の振幅が前記第１の所定値を超えたと判別してから、前記第１の帯域成分の振幅が前記第２の所定値を下回った時間の長さが所定の値に達したと判別するまでの期間、前記入力信号を出力し、前記期間を除く期間、前記入力信号のうち第２の帯域を占める第２の帯域成分を抽出して出力する、
ことを特徴とする。
【００１２】
このような波形補正方法によれば、入力信号が立ち上がり又は立ち下がることにより第１の帯域成分の振幅が第１の所定値を超えると、入力信号の全帯域が出力され、入力信号が実質的に途絶えることによって第１の帯域成分の振幅が一定時間以上第２の所定値を下回ると、入力信号のうち出力される成分は第２の帯域内の成分に制限される。従って、音声データの圧縮に起因する歪みが、入力信号の立ち上がり及び立ち下がり直前に加わるものであって第２の帯域の外に存在するならば、この歪みは選択的に除去される。
また、この歪み以外の不要な成分も、第２の帯域の外にあるものであれば除去される。帯域制限が解除される期間は入力信号の振幅が大きな期間であるので、不要な成分が音質に与える影響は少ない。
【００１３】
また、この発明の第４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、
外部から供給される入力信号のうち第１の帯域を占める第１の帯域成分を抽出する第１のフィルタと、
前記第１の帯域成分の振幅が第１の所定値を超えたか否かを判別する第１の判別手段と、
前記第１の帯域成分の振幅が第２の所定値を下回った時間の長さが所定の値に達したか否かを判別する第２の判別手段と、
前記第１の帯域成分の振幅が前記第１の所定値を超えたと前記第１の判別手段が判別してから、前記第１の帯域成分の振幅が前記第２の所定値を下回った時間の長さが所定の値に達したと前記第２の判別手段が判別するまでの期間、前記入力信号を出力し、前記期間を除く期間、前記入力信号のうち第２の帯域を占める第２の帯域成分を抽出して出力する第２のフィルタと、
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。
【００１４】
このような記録媒体に記録されたコンピュータは、入力信号が立ち上がり又は立ち下がることにより第１の帯域成分の振幅が第１の所定値を超えると、出力する信号の帯域制限を解除し、入力信号が実質的に途絶えることによって第１の帯域成分の振幅が一定時間以上第２の所定値を下回ると、出力する信号の帯域を第２の帯域に絞る。従って、音声データの圧縮に起因する歪みが、入力信号の立ち上がり及び立ち下がり直前に加わるものであって第２の帯域の外に存在するならば、この歪みは選択的に除去される。
また、この歪み以外の不要な成分も、第２の帯域の外にあるものであれば、第２のフィルタにより除去される。第２のフィルタが帯域制限を解除する期間は入力信号の振幅が大きな期間であるので、不要な成分が音質に与える影響は少ない。
【００１５】
【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波形補正装置及び波形補正方法を、波形補正器を例として説明する。
【００１６】
図１は、この発明の実施の形態に係る波形補正器の構成を示す図である。
図示するように、この波形補正器は、高域通過部１と、低域通過部２と、エッジ検出部３と、高域信号検出部４と、基準電圧源５及び６と、時間測定部７と、制御部８とより構成されている。
【００１７】
高域通過部１は、ハイパスフィルタ等より構成されており、波形を補正する対象である音声信号（以下、「入力信号」と呼ぶ）を外部から供給される。そして、自己に供給された入力信号のうち、周波数が一定値を超える成分（以下、「高域成分」と呼ぶ）をエッジ検出部３及び高域信号検出部４に供給し、他の成分を実質的に遮断する。なお、入力信号は、例えば、音声を表す音声データをＭＰ３（ＭＰＥＧ１  ａｕｄｉｏ  ｌａｙｅｒ  ３）やＡＡＣ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ａｕｄｉｏ  Ｃｏｄｉｎｇ）等の手法を用いて圧縮したものを伸長することにより得られる音声信号からなる。
【００１８】
低域通過部２は、ローパスフィルタ及びアナログスイッチ等より構成されており、高域通過部１に供給されたものと同一の入力信号を、高域通過部１と並行して外部から供給される。また、制御部８から供給される後述の制御信号を供給される。そして、この制御信号が、低域通過部２をオンすることを指示するものであるとき、低域通過部２は、供給された入力信号のうち、周波数が一定値以下の成分（以下、「低域成分」と呼ぶ）をこの波形補正器の出力信号として出力し、他の成分を実質的に遮断する。また、低域成分が含まれる帯域の外にあるノイズも実質的に遮断する。一方、この制御信号が、低域通過部２をオフすることを指示するものであるときは、供給された入力信号をそのままこの波形補正器の出力信号として出力する。
なお、入力信号には、高域成分又は低域成分のいずれにも属さない成分が含まれていても差し支えない。
【００１９】
エッジ検出部３は、絶対値回路及びコンパレータ等より構成されており、高域通過部１より高域成分を供給され、第１の基準電圧を発生する基準電圧源５より、この第１の基準電圧を供給される。そして、この第１の基準電圧より高域成分の方が高電圧である期間は、制御部８に所定のリセット信号を供給し、他の期間は、リセット信号の供給を停止する。
【００２０】
基準電圧源５は、例えば、シャントレギュレータあるいはツェナーダイオード等より構成される。
第１の基準電圧の値は、高域通過部１及び低域通過部２に供給された入力信号の絶対値が一定のレベルに達したときエッジ検出部３がリセット信号の供給を開始するような値に選ばれている。
【００２１】
高域信号検出部４は、検波部やコンパレータ等より構成されており、高域通過部１より高域成分を供給され、第２の基準電圧を発生する基準電圧源６より、この第２の基準電圧を供給される。そして、この第２の基準電圧より高域成分の方が高電圧である期間は、時間測定部７に所定のレベルの高域検出信号を供給し、他の期間は、高域検出信号の供給を停止する。
【００２２】
基準電圧源６は、例えば、第１の基準電圧に代えて第２の基準電圧を発生する点を除き、基準電圧源５と実質的に同一の構成を有するものであればよい。第２の基準電圧の値は、例えば、正常な入力信号の振幅として予定されている値の最小値に等しい値に選ばれている。
【００２３】
時間測定部７は、水晶発振器、カウンタ部及びゲート部等から構成されており、高域信号検出部４より高域検出信号が供給されたか否かを連続的に判別する。そして、供給されたと判別した時点から一定時間（以下、「時間Ｔ」と呼ぶ）が経過するまでの期間、所定のセット信号を制御部８に供給し、他の期間は、セット信号の供給を停止する。
【００２４】
制御部８は、ＲＳフリップフロップ部等から構成されており、エッジ検出部３よりリセット信号の供給が開始された時点から、時間測定部７よりセット信号の供給が開始されるまでの期間、低域通過部２に、低域通過部をオフすることを指示する制御信号を供給する。一方、その他の期間は、低域通過部をオンすることを指示する制御信号を低域通過部２に供給する。
【００２５】
この波形補正器の高域通過部１及び低域通過部２に入力信号が供給されていない状態が時間Ｔ以上続いている期間（例えば、図２に示す時刻ｔ０から時刻ｔ１までの期間）においては、この波形補正器の制御部８は、低域通過部２をオンすることを指示する制御信号を低域通過部２に供給し、低域通過部２はオンする。従って、低域通過部２（及び高域通過部１）に、低域成分が属する帯域の外にあるノイズが供給されても、このノイズはこの波形補正器から出力されない。
【００２６】
次に、高域通過部１及び低域通過部２に入力信号が供給され始めると（時刻ｔ１）、エッジ検出部３は制御部８にリセット信号を供給する。この結果、制御部８は、低域通過部２をオフすることを指示する制御信号を低域通過部２に供給し、低域通過部２はオフする。従って、この波形補正器は、入力信号をそのまま出力信号として出力する。一方、高域信号検出部４は、時間測定部７に高域検出信号を供給する。
【００２７】
そして、入力信号の瞬時値が一定の定常値を持続するなどの結果高域成分の振幅が所定のレベルを下回って、高域検出信号の出力が途絶え（図２に示す時刻ｔ２）、時刻ｔ２から更に時間Ｔが経過すると（図２に示す時刻ｔ３）、時間測定部７は制御部８にセット信号を供給する。この結果、制御部８は、低域通過部２をオンすることを指示する制御信号を低域通過部２に供給し、低域通過部２はオンする。従って、この波形補正器は、入力信号のうち低域成分を出力信号として出力し、他の成分を遮断する。
【００２８】
また、入力信号が急速に立ち下がると（時刻ｔ４）、エッジ検出部３は制御部８にリセット信号を供給し、この結果、低域通過部２はオフする。従って、この波形補正器は、時刻ｔ４以降も、低域通過部２が再びオンするまでの間は、入力信号をそのまま出力信号として出力する。
【００２９】
以上説明した動作を行うことにより、この波形補正器は、入力信号が立ち上がり又は立ち下がってから時間Ｔが経過するまでの期間は、入力信号に帯域制限を加えることなく、入力信号を通過させる。一方、その他の期間は、入力信号に帯域制限を加え、入力信号のうち低域成分を通過させ、低域成分を除いた成分を除去する。
【００３０】
なお、この波形補正器の構成は上述のものに限られない。
たとえば、低域通過部２は、自己が出力する信号を増幅したり、あるいはこの信号に任意の処理を施した上で、出力信号として出力するようにしてもよい。
また、高域通過部１がエッジ検出部３及び高域信号検出部４に供給する信号が占める帯域の範囲は任意であり、従って、高域通過部１は、ハイパスフィルタに代え、任意の帯域特性を有するフィルタを備えていてもよい。
また、低域通過部２がオンしている状態で低域通過部２が出力する出力信号が占める帯域の範囲も任意であり、従って、低域通過部２は、ローパスフィルタに代え、任意の帯域特性を有するフィルタを備えていてもよい。
【００３１】
また、エッジ検出部３と高域信号検出部４に供給される入力信号の成分は、互いに異なる周波数特性を有していてもよい。
従って、この波形補正器は、例えば図３に示すように、図１の構成における高域通過部１に代えて、各自に供給された信号のうち互いに帯域が異なる成分を遮断する帯域通過部１Ａ及び１Ｂを備えてもよい。そして、帯域通過部１Ａ及び１Ｂは外部より入力信号の供給を受け、帯域通過部１Ａは、入力信号のうち自己が遮断する成分を除く成分（第１の帯域成分）をエッジ検出部３に供給し、帯域通過部１Ｂは、入力信号のうち自己が遮断する成分を除く成分（第２の帯域成分）を高域信号検出部４に供給すればよい。なお、図３の構成のうち上述した点以外の部分は、図１の構成と実質的に同一であればよい。
【００３２】
また、高域通過部１、低域通過部２、エッジ検出部３、高域信号検出部４、基準電圧源５、基準電圧源６、時間測定部７及び制御部８のうち全部又は一部がＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）やＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）から構成されていてもよい。
【００３３】
また、入力信号、高域信号、低域信号又は出力信号は、信号の強度の瞬時値をデジタル形式で表すデータより構成されていてもよい。また、セット信号、リセット信号又は高域検出信号も、デジタル形式のデータより構成されていてもよい。
高域信号がデジタル形式のデータより構成されている場合、基準電圧源５又は６は現実に第１又は第２の基準電圧を発生する必要はなく、第１又は第２の基準電圧を表すデータを生成すればよい。そして、エッジ検出部３又は高域信号検出部４は、デジタル形式のデータより構成された高域信号の値及び第１又は第２の基準電圧を表すデータの値に基づき、リセット信号又は高域検出信号を生成すればよい。
【００３４】
以上、この発明の実施の形態を説明したが、この発明にかかる波形補正装置は、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に、上述の高域通過部１と、低域通過部２と、エッジ検出部３と、高域信号検出部４と、基準電圧源５及び６と、時間測定部７と、制御部８と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、フロッピーディスク等）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波形補正器を構成することができる。
【００３５】
また、例えば、通信回線の掲示板（ＢＢＳ）にこの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、この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このプログラムを復元するようにしてもよい。
そして、これら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。
【００３６】
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。
【００３７】
【発明の効果】
以上の説明のように、この発明によれば、圧縮された音声データの再生により得られる音声の歪みを選択的に除去するための波形補正装置及び波形補正方法が実現される。
また、この発明によれば、音声データを再生して得られる音声から不要な成分を除去するための波形補正装置及び波形補正方法が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態に係る波形補正器の構成を示す図である。
【図２】入力信号、高域検出信号、セット信号、リセット信号及び出力信号の波形とタイミングを表すグラフである。
【図３】図１の波形補正器の変形例の構成を示す図である。
【符号の説明】
１  高域通過部
１Ａ、１Ｂ  帯域通過部
２  低域通過部
３  エッジ検出部
４  高域信号検出部
５、６  基準電圧源
７  時間測定部
８  制御部
【図１】
0003576954.tif 000002
【図２】
0003576954.tif 000003
【図３】
0003576954.tif 000004