(57)【要約】  より制御された方法において変調および搬送波成分に分離された情報信号の処理は、情報信号（１４）を処理するための装置によって可能であり、その装置は、情報信号をブロック単位で変換することによって、情報信号（１４）を時間／スペクトル表現に変換するための手段（２０）と、情報信号を時間／スペクトル表現からスペクトル／変調スペクトル表現に変換するための手段（２２）とを含み、変換するための手段（２２）は、スペクトル／変調スペクトル表現が情報信号（１４）の時間／スペクトル表現の大きさ成分および位相成分の双方によって決められるように設計される。手段（２４、４０）は、変形されたスペクトル／変調スペクトル表現を得るために、スペクトル／変調スペクトル表現において情報信号（１４）の操作および／または変形を実行する。さらなる手段（２６）は、最終的に、変形されたスペクトル／変調スペクトル表現に基づいて、情報信号（１４）の処理されたバージョンを表す処理済情報信号（１８）を形成する。【選択図】図１
2007535849.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報信号（１４）を処理するための装置であって、
前記情報信号をブロック単位で変換することによって前記情報信号（１４）を時間／スペクトル表現（７４）に変換するための手段（２０）と、
前記情報信号を前記時間／スペクトル表現（７４）からスペクトル／変調スペクトル表現（８８）に変換するための手段（２２）であって、変換するための前記手段（２２）は、前記スペクトル／変調スペクトル表現が前記情報信号（１４）の前記時間／スペクトル表現（７４）の大きさ成分および位相成分の双方によって決まるように設計されている、手段（２２）と、
変形されたスペクトル／変調スペクトル表現を得るために前記スペクトル／変調スペクトル表現（８８）における前記情報信号（１４）を操作するための手段（２４、４０）と、
前記変形されたスペクトル／変調スペクトル表現に基づいて前記情報信号（１４）の処理されたバージョンを表す処理済情報信号（１８）を形成するための手段（２６）とを含む、装置。
【請求項２】
前記情報信号（１４）を前記時間／スペクトル表現（７４）に変換するための前記手段（２０）は、スペクトル成分ごとの複素スペクトル値のシーケンス（８２ａ、８２ｂ、８２ｃ、８２ｄ）を得るために、前記時間／スペクトル表現を複数のスペクトル成分に分解するように設計されている、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記情報信号（１４）を前記時間／スペクトル表現（７４）から前記スペクトル／変調スペクトル表現（８８）に変換するための前記手段（２２）は、前記スペクトル／変調スペクトル表現（８８）の部分を得るために、所定のスペクトル成分のためのスペクトル値の前記シーケンス（８２ａ、８２ｂ、８２ｃ、８２ｄ）をブロック単位でスペクトル分解するための手段（３６、３８）を含む、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
所定のスペクトル成分のためのスペクトル値の前記シーケンス（８２ａ、８２ｂ、８２ｃ、８２ｄ）をブロック単位でスペクトル分解するための前記手段（２２）は、まず、スペクトル値の前記シーケンス（８２ａ、８２ｂ、８２ｃ、８２ｄ）の位相コースの平均勾配の大きさがスペクトル値の復調されたブロックを得るためにブロック単位で低減されるように、スペクトル値の前記シーケンス（８２ａ、８２ｂ、８２ｃ、８２ｄ）にブロック単位で複素搬送波を乗じ（８４）、次に、前記変形されたスペクトル／変調スペクトル表現（８８）の前記部分を得るために、スペクトル値の前記復調されたブロックをブロック単位でスペクトル的に分解するように設計されている、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
所定のスペクトル成分のための複素スペクトル値の前記シーケンス（８２ａ、８２ｂ、８２ｃ、８２ｄ）をブロック単位でスペクトル分解するための前記手段（２２）は、前記情報信号の前記時間／スペクトル表現（７４）に応じて、複素スペクトル値の前記シーケンス（８２ａ、８２ｂ、８２ｃ、８２ｄ）にブロック単位で乗じられる前記複素搬送波をブロック単位で変化するための手段（３２）を含む、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
変化するための前記手段（３２）は、位相コースを得るために前記複素搬送波をブロック単位で変化するためのスペクトル値の前記シーケンスにおける前記スペクトル値の位相をブロック単位でアンラップし、前記位相コースの平均勾配を決定し、前記平均勾配に基づいて前記複素搬送波を決定するように設計されている、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
変化するための前記手段（３２）は、前記位相コースから前記位相コースの軸部分を決定し、前記軸部分に基づいて前記複素搬送波をさらに決定するようにさらに設計されている、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
形成するための前記手段（２６）は、
前記所定のスペクトル成分のためのスペクトル値の復調され変形されたブロックを得るために、前記情報信号を前記変形されたスペクトル／変調スペクトル表現から変形された時間／スペクトル表現に逆変換するための手段（４２）と、
スペクトル値の変形されたブロックを得るために、スペクトル値の前記復調され変形されたブロックに、前記複素搬送波に複素共役する搬送波をブロック単位で乗じるための手段（４６）と、
スペクトル値の変形されたシーケンスを形成し、前記処理済情報信号（１８）の時間／スペクトル表現の部分を得るために、スペクトル値の前記変形されたブロックを結合するための手段（４４）とを含む、請求項４ないし請求項７のいずれかに記載の装置。
【請求項９】
形成するための前記手段は、
前記処理済情報信号（１８）を前記時間／スペクトル表現から前記時間表現に逆変換するための手段をさらに含む、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
変形するための前記手段（４０）は、前記情報信号の変調フィルタリング、音声コーディング、情報源分離、再構成のために、または、エラーキャンセルのために、または、前記情報信号に電子透かしを重畳するために、前記スペクトル／変調スペクトル表現（８８）の前記変調成分の重み付けを実行するように設計されている、先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項１１】
前記情報信号（１４）は、音声信号、映像信号、マルチメディア信号、計測信号または同様の信号である、先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項１２】
前記情報信号を前記時間／スペクトル表現（７４）に変換するための前記手段（２０）は、
前記情報信号（１４）から情報値のブロックのシーケンスを形成するためのブロック形成手段（２８）と、
スペクトル値ブロックのシーケンスを得るために情報値のブロックの前記シーケンスの各々をスペクトル的に分解するための手段（３０）であって、各スペクトル値ブロックは所定の複数のスペクトル成分の各々のためのスペクトル値（７６）を含み、スペクトル成分ごとのスペクトル値ブロックの前記シーケンスはスペクトル値のシーケンス（８２ａ−８２ｄ）を形成する、手段（３０）とを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記情報信号（１４）を前記スペクトル／変調スペクトル表現（８８）に変換するための前記手段（２２）は、
変調値のブロックを得るためにスペクトル値の前記シーケンス（８２ａ−８２ｄ）の所定のシーケンスをスペクトル的に分解するための手段（３２−３８）を含み、
変形するための前記手段（２４；４０）は、前記変形されたスペクトル／変調スペクトル表現（８８）の部分である変調値の変形されたブロックを得るために、変調値の前記ブロック（８８）を変形するように設計されている、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
形成するための前記手段（２６）は、スペクトル値の変形されたシーケンスを得るために前記スペクトル分解から変調値の前記変形されたブロックを逆変換し（４２、４４、４６）、情報値の変形されたブロックのシーケンスを得るためにスペクトル値の前記変形されたシーケンスに基づいて変形されたスペクトルブロックのシーケンスを逆変換し（４８）、前記処理済情報信号（１８）を得るために情報値の前記変形されたブロックを結合する（５０）ように設計されている、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
情報値のブロックの前記シーケンスの各々をスペクトル的に分解するための前記手段（２０）は、まず情報値のブロックの前記シーケンスの各ブロックに窓関数を乗じ、次にそれをスペクトル的に分解するように設計され、形成するための前記手段（２６）は、結合（５０）の際に、前記窓関数による前記乗算が前記処理済情報信号（１８）に影響しないように、情報値の前記変形されたブロックを処理するように設計されている、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
情報値のブロックの前記シーケンスの各々をスペクトル的に分解するための前記手段（２０）は、前記スペクトル分解においてスペクトル成分ごとに複素スペクトル値のシーケンス（８２ａ−８２ｄ）を提供するように設計され、スペクトル値の前記シーケンス（８２ａ−８２ｄ）の前記所定のシーケンスをスペクトル的に分解するための前記手段（３２、３４、３６、３８）は、まず、スペクトル値の前記所定のシーケンスの前記スペクトル値の位相がスペクトル値の位相変形されたシーケンスを得るために前記シーケンスとともに徐々に増大または減少するような量によって増大または減少されるように、スペクトル値の前記所定のシーケンス（８２ａ−８２ｄ）を変形し（３４）、次に、変調値の前記少なくとも１つのブロックを得るために、スペクトル値の前記位相変形されたシーケンスをスペクトル的に分解する（３８）ように設計され、形成するための前記手段は、スペクトル値の変形されたシーケンスを得るために前記スペクトル分解から変調値の前記変形されたブロックを逆変換し（４２）、スペクトル値の前記少なくとも１つのシーケンスの前記スペクトル値の位相がスペクトル値の変形されたシーケンスを得るために前記シーケンスとともに徐々に増大または減少するような量によって増大または減少されるように、スペクトル値の前記シーケンスの前記所定のシーケンスをスペクトル的に分解するための前記手段（３４）とは逆向きにスペクトル値の前記変形されたシーケンスを変形し（４６）、情報値の変形されたブロックのシーケンスを得るためにスペクトル値の前記変形されたシーケンスに基づいて、変形されたスペクトルブロックのシーケンスを逆変換し（４８）、前記処理済情報信号（１８）を得るために情報値の前記変形されたブロックを結合する（５０）ように設計されている、請求項１３に記載の装置。
【請求項１７】
情報信号（１４）を処理するための方法であって、
前記情報信号をブロック単位で変換することによって前記情報信号（１４）を時間／スペクトル表現（７４）に変換する工程（２０）と、
前記情報信号を前記時間／スペクトル表現（７４）からスペクトル／変調スペクトル表現（８８）に変換する工程（２２）であって、前記変換は、前記スペクトル／変調スペクトル表現（８８）が前記情報信号（１４）の前記時間／スペクトル表現（７４）の大きさ成分および位相成分の双方によって決まるように実行される、工程（２２）と、
変形されたスペクトル／変調スペクトル表現を得るために前記スペクトル／変調スペクトル表現（８８）における前記情報信号（１４）を変形する工程（２４）と、
前記変形されたスペクトル／変調スペクトル表現に基づいて前記情報信号（１４）の処理されたバージョンを表す処理済情報信号（１８）を形成する工程（２６）とを含む、方法。
【請求項１８】
コンピュータプログラムがコンピュータ上で動作するときに、請求項１７に記載された方法を実行するためのプログラムコードを有する、コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全体として音声信号、映像信号または他のマルチメディア信号のような情報信号の処理に関し、特にスペクトル／変調スペクトル域における情報信号の処理に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル音声信号の処理のような信号処理の分野において、多くの場合、信号は搬送波成分と変調成分とで構成される。変調された信号の場合、例えばその信号をフィルタリング、コーディングまたは他の方法による変形を可能にするために、多くの場合に信号を搬送波成分と変調成分とに分解する表現方式が必要となる。
【０００３】
音声コーディングのために、例えば、音声信号をいわゆる変調変換にかけることが知られている。このとき、音声信号は変換によって周波数バンドに分解される。続いて、大きさおよび位相への分解が実行される。位相にはそれ以上の処理はされないが、サブバンドごとの大きさは、第２の変換において多数の変換ブロックを通して再変換される。その結果、それぞれのサブバンドの時間エンベロープの周波数は変調係数に分解される。このような変調変換で構成される音声コーディングは、例えば、エム・ヴィントン（Ｍ．Ｖｉｎｔｏｎ）およびエル・アトラス（Ｌ．Ａｔｌａｓ）の「拡張可能で漸進的な音声コーディック（Ａ  Ｓｃａｌａｂｌｅ  ａｎｄ  Ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅ  Ａｕｄｉｏ  Ｃｏｄｅｃ）」、２００１年５月７−１１日、ソルトレークシティにおける２００１  ＩＥＥＥ  ＩＣＡＳＳＰのプロシーディングと、米国特許出願公報ＵＳ２００２／０１７６３５３Ａ１：アトラス（Ａｔｌａｓ）らの「拡張可能で知覚的にランク付けされた信号コーディングおよびデコーディング（Ｓｃａｌａｂｌｅ  Ａｎｄ  Ｐｅｒｃｅｐｔｕａｌｌｙ  Ｒａｎｋｅｄ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｃｏｄｉｎｇ  Ａｎｄ  Ｄｅｃｏｄｉｎｇ）」、２００２年１１月２８日発行と、ジェー・トンプソン（Ｊ．Ｔｈｏｍｐｓｏｎ）およびエル・アトラス（Ｌ．Ａｔｌａｓ）の「時間分解能を増大させた音声コーディングのための不均一な変調変換（Ａ  Ｎｏｎ−ｕｎｉｆｏｒｍ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ  ｆｏｒ  Ａｕｄｉｏ  Ｃｏｄｉｎｇ  ｗｉｔｈ  Ｉｎｃｒｅａｓｅｄ  Ｔｉｍｅ  Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）」、２００３年４月６−１０日、ホンコンにおける２００３  ＩＥＥＥ  ＩＣＡＳＳＰのプロシーディングとに記載されている。
【０００４】
非同期および同期復調技術などを含んだ復調される信号の全バンド幅にわたるさらなる各種の復調技術の概要が、例えば、エル・アトラス（Ｌ．Ａｔｌａｓ）の論文「統合音響変調周波数（Ｊｏｉｎｔ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ａｎｄ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）」、実用信号処理に関するＥＵＲＡＳＩＰジャーナル７号（Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｎ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ７  ＥＵＲＡＳＩＰ）、２００３年、第６６８頁−第６７５頁に記載されている。
【０００５】
変調変換を用いた音声コーディングのための上述のスキームの欠点は、以下のことである。変調係数と位相とにそれ以上の処理ステップを実行しなければ、変調係数は、可逆的で完全に再構成可能な音声信号のスペクトル／変調スペクトル表現を形成し、すなわち、これは時間領域における元の音声信号に戻さなくても再変換可能である。しかしながら、これらの方法において、変調係数は、最大の圧縮率が得られるように、心理音響的な基準に従ってできるだけ小さい値に低減および／または量子化するようにフィルタされる。しかしながら、このやり方では、得られた信号から個別の変調成分を除去し、または、この成分に意図的に量子化ノイズを導入するという、所望の目的を一般的には達成できない。このことは、変更された変調係数の逆変換の後では、サブバンドの位相は、もはやこれらサブバンドの変更後の大きさと整合せず、元の信号の強い変調成分を継続して含有しているという事実に起因する。サブバンドの位相をそのまま変更されたその大きさと再び結合すると、フィルタされまたは量子化された信号に、これらの変調成分がその位相によって再導入される。すなわち、上述の方法における変調変換と、それに続く変調係数の変形つまり変調係数のフィルタリングと、その後の位相および大きさ成分の合成とを行うことで、スペクトル／変調スペクトル域表現において、別の分析および／または変調変換であればフィルタ除去されているはずの位置に、まだかなりの変調成分を含有している信号が生成される。このように、上述の変調変換ベースの信号処理スキームに基づいて効果的なフィルタリングを行うことはできない。
【０００６】
したがって、さらに制御されたやり方で変調成分と搬送波成分とに従って分離された搬送波成分および変調成分を含む変調された信号を処理することを可能にする、情報信号処理スキームが求められている。
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願公報ＵＳ２００２／０１７６３５３Ａ１
【非特許文献１】エム・ヴィントン（Ｍ．Ｖｉｎｔｏｎ）およびエル・アトラス（Ｌ．Ａｔｌａｓ）の「拡張可能で漸進的な音声コーディック（Ａ  Ｓｃａｌａｂｌｅ  ａｎｄ  Ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅ  Ａｕｄｉｏ  Ｃｏｄｅｃ）」、２００１年５月７−１１日、ソルトレークシティにおける２００１  ＩＥＥＥ  ＩＣＡＳＳＰのプロシーディング
【非特許文献２】ジェー・トンプソン（Ｊ．Ｔｈｏｍｐｓｏｎ）およびエル・アトラス（Ｌ．Ａｔｌａｓ）の「時間分解能を増大させた音声コーディングのための不均一な変調変換（Ａ  Ｎｏｎ−ｕｎｉｆｏｒｍ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ  ｆｏｒ  Ａｕｄｉｏ  Ｃｏｄｉｎｇ  ｗｉｔｈ  Ｉｎｃｒｅａｓｅｄ  Ｔｉｍｅ  Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）」、２００３年４月６−１０日、ホンコンにおける２００３  ＩＥＥＥ  ＩＣＡＳＳＰのプロシーディング
【非特許文献３】エル・アトラス（Ｌ．Ａｔｌａｓ）の論文「統合音響変調周波数（Ｊｏｉｎｔ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ａｎｄ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）」、実用信号処理に関するＥＵＲＡＳＩＰジャーナル７号（Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｎ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ７  ＥＵＲＡＳＩＰ）、２００３年、第６６８頁−第６７５頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
それゆえに、本発明の目的は、さらに制御されたやり方で変調成分と搬送波成分とに従って分離される情報信号の処理を可能にする、情報信号のための処理スキームを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的は、請求項１による装置および請求項１７による方法によって達成される。
【００１０】
情報信号を処理するための本発明の装置は、情報信号をブロック単位で変換することによって情報信号を時間／スペクトル表現に変換するための手段と、情報信号を時間／スペクトル表現からスペクトル／変調スペクトル表現に変換するための手段とを含み、変換するための手段は、スペクトル／変調スペクトル表現が情報信号の時間／スペクトル表現の大きさ成分および位相成分の双方によって決まるように設計されている。そこで、ある手段は、変形されたスペクトル／変調スペクトル表現を得るためにスペクトル／変調スペクトル表現における情報信号の操作および／または変形を実行する。さらなる手段は、変形されたスペクトル／変調スペクトル表現に基づいて、最終的に、情報信号の処理されたバージョンを表す処理済情報信号を形成する。
【００１１】
本発明の中核となる考え方は、時間／スペクトル表現および／または時間／周波数表現から、スペクトル／変調スペクトル表現および／または周波数／変調周波数表現への情報信号の変換が情報信号の時間／スペクトル表現の大きさ成分および位相成分の双方に応じて実施されれば、変調成分と搬送波成分とをもっと厳密に分離した情報信号の処理が実現できるということである。これにより、位相と大きさとの再結合を排除し、したがって、合成側の処理済情報信号の時間表現への望ましくない変調成分の再取り込みを排除する。
【００１２】
大きさおよび位相の双方を考慮した時間／スペクトル表現からスペクトル／変調スペクトル表現への情報信号の変換には、情報信号の時間／スペクトル表現が、実際には情報信号だけでなく、情報信号の搬送波スペクトル成分に関する時間ブロックの位相オフセットにも依存しているという問題が関わってくる。すなわち、情報信号を時間表現から時間／スペクトル表現へブロック単位で変換することは、情報信号の搬送波周波数成分に関するブロック繰り返し周波数の非同期性だけによって決まるアップ変調された複素搬送波を含むために、情報信号の時間／スペクトル表現においてスペクトル成分ごとに得られるスペクトル値のシーケンスを生じる。したがって、本発明の実施形態によれば、情報信号の時間／スペクトル表現におけるスペクトル値のシーケンスの復調は、スペクトル成分ごとにスペクトル値の復調されたシーケンスを得るために、スペクトル成分ごとに実行される。このようにして得られたスペクトル値の復調されたシーケンスのその後の変換は、時間／スペクトル表現のスペクトル／変調スペクトル表現へのブロック単位の変換によって、および／または、これらのブロック単位のスペクトル分解によって実行され、これにより変調値のブロックが得られる。これらは、操作されおよび／または変形され、例えば、元の情報信号から変調成分を除去するバンドパスフィルタリングのための対応する重み関数によって重み付けされる。結果として、スペクトル値の復調され変形されたシーケンス、および／または、復調され変形された時間／スペクトル表現が得られる。このようにして得られたスペクトル値の復調され変形されたシーケンスは、複素搬送波によって再度変調され、これにより処理済情報信号の時間／スペクトル表現の部分を表すスペクトル値の変形されたシーケンスが得られる。この表現の時間表現への逆変換は、時間表現および／または時間領域における処理済情報信号を生じ、これは、変調および搬送波成分に関する元の情報信号に関して高い精度で変更することができる。
【００１３】
本発明の好ましい実施形態が添付図面を参照して後に詳細に説明されるが、これらの図としては：
図１は、本発明の実施形態による情報信号を処理するための装置のブロック回路図を示し、
図２は、図１の装置の動作を図解するための概略図を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、本発明の実施形態による情報信号を処理するための装置を示す。図１の１０で全般的に示された装置は、処理される情報信号１４を受信する入力部１２を含む。図１の装置は、典型例として、変調成分が情報信号１４から除去されるように情報信号１４を処理し、搬送波成分だけを含有する処理済情報信号を得るように設けられる。さらに、装置１０は、処理結果および／または処理済情報信号１８として搬送波成分を出力するための出力部１６を含む。
【００１５】
装置１０の内部は、基本的に、情報信号１４を時間表現から時間／周波数表現に変換するための部分２０と、情報信号を時間／周波数表現から周波数／変調周波数表現に変換するための手段２２と、実際の処理、すなわち、情報信号の変形が実行される部分２４と、周波数／変調周波数表現において処理された情報信号をこの表現から時間表現に逆変換するための部分２６とに分けられる。前述の４つの部分は、入力部１２と出力部１６との間に、前述の順序で直列に接続され、これらのさらなる詳細な構造およびさらなる詳細な動作を以下に説明する。
【００１６】
装置１０の部分２０は、入力部１２に続いて、ウィンドウ処理手段２８および変換手段３０をこの順序で含む。特に、ウィンドウ処理手段２８の入力端は、情報値のシーケンスとして情報信号１４を受信する入力部１２に接続される。情報信号がまだアナログ信号の形のままである場合、それを、例えば、Ａ／Ｄコンバータおよび／または離散サンプリングによって、情報および／またはサンプル値のシーケンスに変換することができる。ウィンドウ処理手段２８は、情報値のシーケンスから各情報値と同数のブロックを形成し、さらに、情報値の各ブロックに重み関数によって重み付けを付加的に実行し、ただし、これは、例えば、サイン窓またはＫＢＤ窓などに排他的に対応させることはできない。これらのブロックは、例えば５０％オーバーラップさせることができるし、させないこともできる。単なる例として、以降の説明では５０％のオーバーラップを想定する。好ましい窓関数は、それらが時間／スペクトル表現における良好なサブバンド分離を可能とし、それらが同一の情報値に適用されると相互に対応するそれらの重み付け値の２乗の合計がオーバーラップ領域において１になる特性を有する。
【００１７】
ウィンドウ処理手段２８の出力端は、変換手段３０の入力端に接続される。ウィンドウ処理手段２８から出力された情報値のブロックは、変換手段３０によって受信される。そこで、変換手段３０は、それらをブロック単位で、ＤＦＴまたは別の複素変換のようなスペクトル的に分解する変換にかける。これにより、変換手段３０は、ウィンドウ処理手段２８から情報信号１４を受信すると、情報信号１４をスペクトル成分にブロック単位で分解し、時間ブロックごとにスペクトル成分ごとに１つのスペクトル値を含むスペクトル値のブロックを特に生成する。いくつかのスペクトル値をサブバンドに結合することができる。しかしながら、以下の説明では、サブバンドという用語とスペクトル成分という用語とが同義語として用いられる。そこで、時間ブロックごとに、各スペクトル成分および／または各サブバンドのために、１つのスペクトル値、または、以下の説明では想定していないがサブバンド結合がある場合には、いくつかのスペクトル値が与えられることになる。したがって、変換手段３０は、このスペクトル成分および／またはこのサブバンドの時間におけるコースを表現する、スペクトル成分および／またはサブバンドごとのスペクトル値のシーケンスを出力する。変換手段３０によるスペクトル値の出力は、情報信号１４の時間／周波数表現を表す。
【００１８】
部分２２は、搬送波周波数決定手段３２と、復調手段として働くミキサ３４と、ウィンドウ処理手段３６と、第２の変換手段３８とを含む。
【００１９】
ウィンドウ処理手段３２は、変換手段３０の出力端に接続された入力端を含む。その処理手段は、個々のサブバンドのスペクトル値シーケンスを受信し、情報信号１４に関するウィンドウ処理手段２８と同様に、サブバンドごとのスペクトル値シーケンスをブロックに分割し、適切な重み関数で各ブロックのスペクトル値に重み付けをする。この重み関数については、既に前記で手段２８に関して典型例として述べた重み関数の１つとすることができる。サブバンドにおける連続するブロックをオーバーラップさせるか、またはさせないことができ、以下の説明では、説明例として前述同様に５０％の相互オーバーラップを想定する。以下の説明では、異なるサブバンドのブロックは相互に整列していると想定し、これについては、図１に関して後に詳細に説明する。ただし、サブバンド間のブロックシーケンスオフセットに関する別のやり方も考えられる。そのウィンドウ処理手段は、出力端から、サブバンドごとに、ウィンドウ処理されたスペクトル値ブロックのシーケンスを出力する。
【００２０】
また、搬送波周波数決定手段３２は、サブバンドごとのスペクトル値のシーケンスとしてサブバンドおよび／またはスペクトル成分のスペクトル値を得るために、変換手段３０の出力端に接続された入力端を含む。この手段は、各サブバンドについて、サブバンドの個々のスペクトル値が導き出された個々の時間ブロックから得られた搬送波成分を、情報信号１４の搬送周波数成分に関して時間において変化する位相オフセットを含めて、検知するように構成されている。搬送波周波数決定手段３２は、サブバンドごとに決定された搬送波成分を、その出力端からミキサ３４の入力端に出力し、ミキサは、これと別にウィンドウ処理手段３６の出力端に接続された入力端を有する。
【００２１】
ミキサ３４は、変換手段によって出力されたウィンドウ処理されたスペクトル値のブロックに、サブバンドごとに、それぞれのサブバンドのために搬送波周波数決定手段３０によって決定されたそれぞれの搬送波成分の共役複素数を乗じ、これにより、サブバンド、および／または、ウィンドウ処理されたスペクトル値のブロックを復調するように設計されている。
【００２２】
このようにして、ミキサ３４の出力端における出力結果は、復調されたサブバンド、および／または、サブバンドごとのウィンドウ処理されたスペクトル値の復調されたブロックのシーケンスである。ミキサ３４の出力端は変換手段３８の入力端に接続され、後者は、サブバンドごとに、ここでは例として５０％ずつ、相互にオーバーラップし、ウィンドウ処理され復調されたスペクトル値のブロックを受信し、これらをブロック単位でスペクトル／変調スペクトル表現に変換および／またはスペクトル的に分解し、この時点では、すべてのサブバンドおよび／またはスペクトル成分を処理することによって、サブバンドスペクトル値シーケンスの復調に関して変形された情報信号１４の周波数／変調周波数表現を生成する。変換手段３８がサブバンドごとに基づく変換方式を、例えば、ＤＦＴ、ＭＤＣＴ、ＭＤＳＴなどとすることができ、さらには、変換手段３０と同じ変換方式にすることもできる。図１は、例として、両方の変換手段３０、３８の変換方式をＤＦＴとしている。
【００２３】
したがって、変換手段３８は、各サブバンドおよび／または各スペクトル成分のために、ウィンドウ処理され復調されたスペクトル値のブロックのスペクトル分解を表し以降に変調値と呼ぶ値のブロックを、その出力端に連続的に出力する。変換手段３８が変換を実行したサブバンドごとのスペクトル値のブロックは、相互に時間配列され、時間期間ごとの結果が、常に直ちにサブバンドごとの変調値ブロックで構成される変調値のマトリックスとなる。変換手段３８は、変調値を、信号処理手段４０を含む部分２４に送信する。
【００２４】
信号処理手段４０は、変換手段３８の出力端に接続され、したがって、変調値のブロックを受信する。本例の場合において、装置１０は、変調成分抑制の機能を果たすので、信号処理手段４０は、変調値の入力されたブロックに周波数領域において効果的なローパスフィルタリングを実行し、すなわち、変調周波数ゼロから始まり、より高いおよび／またはより低い変調周波数になる関数によって変調値の重み付けをする。このように変調値の変形されたブロックは、信号処理手段４０によって逆変換部分２６に送信される。信号処理手段４０によって出力された変調値の変形されたブロックは、情報信号１４の変形された周波数／変調周波数表現、または、言い換えれば、ミキサ３４による復調によって変形された情報信号１８の周波数／変調周波数表現からさらに異なる周波数／変調周波数表現を表す。
【００２５】
次に、逆変換部分２６は、２つの部分、すなわち、信号処理手段４０から出力された処理済情報信号１８を周波数／変調周波数表現から時間／周波数表現に変換するための部分と、その処理済情報信号を時間／周波数表現から時間表現に逆変換するための部分とに分けられる。２つの部分のうち前者は、変換手段３８による変換とは逆向きのブロック単位の変換を実行するための変換手段４２と、ミキサ４６と、結合手段４４とを含む。逆変換部分２６の後者の部分は、変換手段３０による変換とは逆向きのブロック単位の変換を実行するための変換手段４８と、結合手段５０とを含む。
【００２６】
逆変換手段４２は、その入力端が信号処理手段４０の出力端に接続され、変調値の変形されたブロックをサブバンド単位でスペクトル表現から逆に時間／周波数表現に変換し、これにより、サブバンドごとにスペクトル値の変形されたブロックのシーケンスを得るためにスペクトル分解を逆にする。逆変換手段４２によって出力されたこれらの変形されたスペクトル値ブロックは、信号処理手段４０による処理だけでなく、ミキサ３４による復調によっても、ウィンドウ処理手段３６によって出力されるスペクトル値ブロックとは異なっている。したがって、ミキサ４６は、時間ブロックの位相オフセットによって生じる搬送波で再度スペクトル値ブロックを変調するために、サブバンドごとに逆変換手段４２によって出力される変形されたスペクトル値ブロックのシーケンスを受信し、それらを複素搬送波と混合し、その複素搬送波は、ミキサ３４における情報信号の復調のために対応する位置でおよび／または対応するブロックで用いられた複素搬送波に関する共役複素数である。ミキサ４６の出力端に生じる結果は、サブバンドごとの復調なしの変形されたスペクトル値ブロックのシーケンスである。
【００２７】
ミキサ４６の出力端は、結合手段４４の入力端に接続される。この手段は、それらがミキサ４６から受信されるように、各サブバンドについてスペクトル値の隣接するおよび／または連続するブロックの相互に対応するスペクトル値を適切にリンクすることによって、均一なストリームおよび／またはスペクトル値の均一なシーケンスを形成するために、サブバンドごとに、再度アップ変調されたスペクトル値の変形されたブロックのシーケンスを複素搬送波と結合する。この結合は、オーバーラップする場合に相互に対応する重み付け値の２乗を加算すると１になる正特性を有する前述の重み関数を用いる場合、相互に関連するスペクトル値の単純な加算で行われる。結合手段４４（ＯＬＡ＝オーバーラップ加算）の出力端からの出力結果は、サブバンドごとのスペクトル値の変形されたシーケンスで構成されている。このようにして、ＯＬＡ４４の出力端からの出力結果は、すべてのスペクトル成分のために、変形されたサブバンドおよび／またはスペクトル値の変形されたシーケンスとなり、情報信号１４の変形された時間／周波数表現、および／または、変形された情報信号１８の時間／周波数表現を表す。
【００２８】
変換手段４８は、スペクトル値シーケンスを受信し、特に、すべてのサブバンドおよび／またはスペクトル成分のためのスペクトル値を順次に常に１つずつ受信し、および／または、変形された情報信号１８の部分のスペクトル分解を順次に１つずつ受信する。この変換手段は、スペクトル分解を逆変換することによって、スペクトル分解のシーケンスから変形された時間ブロックのシーケンスを生成する。これらの変形された時間ブロックは、次に、結合手段５０によって受信される。結合手段５０は、結合手段４４と同様に動作する。これは、隣接するおよび／または連続する変形された時間ブロックから相互に対応する情報値を加算することによって、例として５０％のオーバーラップしている変形された時間ブロックを結合する。このようにして、結合手段５０の出力端の出力結果は、処理済情報信号１８を表現する情報値のシーケンスとなる。
【００２９】
上述した装置１０の構造および個々の構成要素の動作について、以下に、図１および図２に関してさらに詳細にそれらの動作を説明する。
【００３０】
装置１０による情報信号の処理は、入力部１２で音声信号１４の受信から開始される。情報信号１４は、サンプリングされたフォームである。サンプリングは、例えば、アナログ／デジタルコンバータによって行われる。サンプリングは、特定のサンプリング周波数ωsで行われる。結果として情報信号１４は、サンプルおよび／または情報値ｓi＝ｓ（２π／ωs・ｉ）のシーケンスとして入力部１２に到着し、ここで、ｓはアナログ情報信号であり、ｓiは情報値であり、インデックスｉは情報値のためのインデックスである。入力されるサンプルｓiの中で、５０％のオーバーラップを有する本例では、ウィンドウ処理手段２８は、時間ブロックを形成するために２Ｎ個の連続するサンプルを常に結合する。例えば、この手段は、インデックスｎ＝０の時間ブロックを形成するためにｓ0からｓ2N-1までのサンプルを結合し、インデックスｎ＝１の第２の時間ブロックを形成するためにｓNからｓ3N-1までのサンプルを結合し、インデックスｎ＝２の情報値の第３の時間ブロックを形成するためにｓ2Nからｓ4N-1までのサンプルを結合するなどである。ウィンドウ処理手段２８は、上述のように、これらのブロックの各々を窓および／または重み関数によって重み付けする。例えば、ｓn0からｓn2N-1を時間ブロックｎの２Ｎ個の情報値とすると、手段２８によって出力されるブロックは、最終的に、ｓn0→ｓn0・ｇ0からｓn2N-1→ｓn2N-1・ｇ2N-1として生成され、ここで、ｉ＝０から２Ｎ−１までのｇiは重み関数である。
【００３１】
図２は、ダイアグラム７０において例として示したｎ＝０、１、２、３の４つの連続する時間ブロックのための情報値ｓiに適用されたウィンドウ処理関数を示し、このダイアグラムにおいて、時間ｔはｘ軸に沿って任意の単位でプロットされ、ウィンドウ処理関数の振幅はｙ軸に沿って任意の単位でプロットされている。このように、ウィンドウ処理手段２８は、２Ｎ個の情報値の新しいウィンドウ処理された時間ブロックの各々を、常にＮ個の情報値の後で変換手段３０に送信する。この時間ブロックの繰り返し周波数、はωs／Ｎである。
【００３２】
変換手段３０は、ウィンドウ処理された時間ブロックをスペクトル表現に変換する。変換手段３０は、ウィンドウ処理された情報値の時間ブロックのスペクトル分解を、複数の所定サブバンドおよび／またはスペクトル成分に実行する。本例では、変換方式はＤＦＴおよび／または離散フーリエ変換である。２Ｎ個の情報値の各々の時間ブロックのために、この例において、情報信号が実数であれば、変換手段３０は、Ｎ個のスペクトル成分のためのＮ個の複素数値化されたスペクトル値を生成する。変換手段３０によって出力される複素スペクトル値は、情報信号の時間／周波数表現７４を表す。この複素スペクトル値は、図２のボックス７６に図示されている。変換手段３０は、サブバンドおよび／またはスペクトル成分ごとの情報値の連続する時間ブロックごとに、少なくとも１つのスペクトル値を生成するので、変換手段３０は、周波数ωs／Ｎで、サブバンドおよび／またはスペクトル成分ごとにスペクトル値７６のシーケンスを出力する。時間ブロックのために出力されるスペクトル値は、図２において７４の周波数軸７８に沿って水平方向に配置されて示されている。連続する時間ブロックのために出力されるスペクトル値は、軸８０に沿って垂直方向に下向きに続く。このように、軸７８および８０は、情報信号１４の時間／周波数表現の周波数および／または時間軸を表す。典型例として、図３は、４つのサブバンドだけを示す。サブバンドごとのスペクトル値のシーケンスは、図２の例示表現において列に沿って流れ、８２ａ、８２ｂ、８２ｃおよび８２ｄで示されている。
【００３３】
再度、一時的に図１を参照して、情報信号１４を、例として、ｓｉｎ（ｂｔ）・（１＋μ・ｓｉｎ（ａｔ））で表される関数として説明するが、ここで、αは、例えば、点線８４で示される情報信号１４のエンベロープの変調周波数であり、また、βは情報信号１４の搬送波周波数を表し、ｔは時間であり、μは変調度である。十分に高いサンプリング周波数ωｓによって、時間ブロックごとの変換７２によるこの例の情報信号のための出力結果は、スペクトル値７６のブロック、すなわち、７４の行となり、大抵の場合、この中のスペクトル成分および／または関連スペクトル値は、搬送波周波数βにおいて明確な最大値を有する。しかしながら、このスペクトル成分ｆ＝βのためのスペクトル値は、エンベロープ８４の変化による連続する時間ブロックのために時間において変化する。したがって、スペクトル成分βのスペクトル値の大きさは、変調周波数αとともに変化する。
【００３４】
ここまでの説明においては、時間ブロックの繰り返し周波数ωs／Ｎと情報信号１４の搬送波周波数との間の周波数不整合によって、さまざまな時間ブロックが搬送波周波数βに関して異なる位相オフセットを有する可能性があることを考慮に入れてこなかった。位相オフセットに応じて、変換７２において時間ブロックから得られたスペクトルブロックのスペクトル値は、搬送波ｅｘｐ（ｊ△φｆ）で変調され、ここで、ｊは虚数単位を表し、ｆは周波数を表し、△φはそれぞれの時間ブロックの位相オフセットを表す。本例の場合のように、基本的に等しい搬送波周波数に対しては、位相オフセット△φは直線的に増加する。したがって、サブバンドのスペクトル値は、時間ブロック繰り返し周波数と搬送波周波数との間の周波数不整合に起因して、この２つの周波数の不整合に応じて搬送波成分で変調される。
【００３５】
そこで、これを考慮に入れて、搬送波周波数決定手段３２は、時間ブロックの位相オフセットによって生じた、および／または、スペクトル値ａ（ωb、ｎ）から時間ブロック位相オフセットによって生じたサブバンドにおける搬送波成分を導き出し、ここで、ωbは、Ｎ個のすべてのサブバンド中の０≦ｂ＜Ｎにおけるそれぞれのサブバンドの角周波数ωおよび／または周波数ｆ（ω＝２πｆ）であり、ｎは、ｎ＝ωs・ｔによって時間ｔに関連付けられた時間ブロックおよび／またはスペクトルブロックインデックスである。このように決定変調搬送波周波数ω（ｍ、ｆ）は、ブロック単位で各サブバンドωbおよび／または各周波数ｆのために搬送波周波数決定手段３２によって決定され、ここで、ｍは、ブロックインデックスを示し、これについては後でさらに詳しく説明する。このために、搬送波周波数決定手段３２は、常に、スペクトル値ａ（ωb、０）からａ（ωb、Ｍ−１）のように、サブバンドωbのＭ個の連続したスペクトル値７６を結合する。この手段は、これらのＭ個のスペクトル値の中で、位相アンラッピングによって位相の挙動および／またはコースを決定する。引き続き、この手段は、例えば、最小エラー２乗アルゴリズムによって、位相挙動に最も近似する一次方程式を決定する。一次方程式の、勾配および軸部分、および／または、位相または初期オフセットから、搬送波周波数決定手段３２は、時間ブロックｍに関するサブバンドｂのための所望の変調搬送波周波数ωd、および／または、時間ブロックｍに関するサブバンドｂのためのスペクトル値ブロック位相オフセットφを得る。この決定は、搬送波周波数決定手段によって、時間において等しいスペクトル値を介してすべてのサブバンドのために、すなわち、０≦ｂ＜Ｎにおけるすべてのサブバンドωbのすべてのスペクトル値ブロックａ（ωb、0）からａ（ωb、M-1）のために実行される。このようなやり方で、搬送波周波数決定手段３２は、各サブバンドωbのための変調搬送波周波数ωdおよびスペクトル値ブロック位相オフセットφを、次から次のブロックへと決定する。手段３２によるすべてのサブバンドのための複素搬送波の決定に基づくブロックへの分割は、ウィンドウ処理のためのウィンドウ処理手段によって用いられる分割でもある。搬送波周波数決定手段３２は、複素搬送波のための決定された値を復調手段および／またはミキサ３４に出力する。
【００３６】
次に、ミキサ３４は、ウィンドウ処理手段３６によって出力される個々のサブバンドのスペクトル値のウィンドウ処理されたブロックと、これらのサブバンドスペクトル値ブロックにｅｘｐ（−ｊ・（ω＿ｄ・ｎ＋φ））を乗じることによってスペクトル値ブロック位相オフセットφを考慮しているそれぞれの変調搬送波周波数ωdの共役複素数とを混合し、上述のように、ここでは、各サブバンドのためにおよび連続するブロックのための各サブバンドに、相異なるωdおよびφのペアが常に用いられる。このようにして、ミキサ３４は、相互に整列される復調されたサブバンドスペクトル値ブロック、すなわち、各々がＭ個の復調されたスペクトル値からなるＮ個のスペクトル値ブロックの二次元ブロックを出力する。
【００３７】
時間ブロックオフセットにより生じたサブバンドにおける変調は、ミキサ３４による復調によって除去されるので、ブロック内のサブバンドにおけるスペクトル値の位相挙動は、平均してより平坦であり、基本的に位相０の周囲を動く。このやり方によって達成されるのは、変換手段３８による次の変換において、スペクトル値の復調されウィンドウ処理されたブロックが、周波数０および／または所定成分に非常によく集中したスペクトル分解をもたらす結果となることである。
【００３８】
ミキサ３４による復調８４に続く変換手段３８による変換８６は、各サブバンドおよび／またはスペクトル値の復調されたブロックの各シーケンスにブロック単位で実施される。特に、変換８６は、Ｎ個のサブバンドの復調されたスペクトル値ブロックをブロック単位でスペクトル分解にかける。スペクトル値のブロックのスペクトル分解の結果は、変調周波数表現ということもできる。このように、相互に整列されたウィンドウ処理され復調されたスペクトル値のＮ個のブロックのために、この変換８６は、マトリックスに寄与するＭ個の時間ブロックの時間にわたる、情報信号１４の周波数／変調周波数表現を表わすＭ×Ｎの変調値のマトリックスを生じる。この変調マトリックスは、例として、Ｎ＝Ｍ＝４の場合を図２の８８に示す。図から分かるように、周波数／変調周波数表現８８は、２つの次元、すなわち周波数９０および変調周波数９２を有する。個々の変調値は、８８のボックス９３で示される。
【００３９】
変換手段３８は、変調マトリックスを処理手段４０に送信する。本発明の実施形態によれば、処理手段４０は、情報信号１４から変調成分をフィルタ除去するように設けられる。したがって、本例の場合において、処理手段４０は、周波数／変調周波数マトリックスにおいて変調周波数成分にローパスフィルタリングを実行する。説明のために、図１は、変調周波数がｘ軸に沿ってプロットされ、変調値の大きさがｙ軸に沿ってプロットされている図を９４で示す。図の９４は、図１の情報信号１４の例における変調マトリックス８８の切断部分、すなわちサイン変調されたサインを表している。特に、図の９４は、周波数βすなわち搬送波周波数を有するサブバンドのための変調周波数に沿った変調値の大きさのコースを示している。ミキサ３４による復調８４によって、変調周波数スペクトルは、少なくとも変換８６としてＦＦＴの場合においては、実質的に完全に集中し、および／または、正しく配列されている。特に、搬送波周波数βにおける変調周波数スペクトルは、変調周波数α、すなわち情報信号１４のエンベロープ８４の変調周波数に位置する２つの側波帯９６および９８を有する。さらに、変調マトリックス８８の変調値は、周波数βで定まった成分１００を有する。ここで、信号処理手段４０は、周波数／変調周波数表現８８から２つの側波帯９６および９８を除去するために、点線で示されたフィルタ特性１０２を有するローパスフィルタとして設計されている。このようにして、情報信号１４は、その変調成分が除去され、搬送波成分だけが残る。このように変更された変調マトリックスは、処理手段４０によって逆変換手段４２に送信される。逆変換手段４２は、それぞれのサブバンドのための変調値のブロック、すなわち変調マトリックス８８の列が変換手段３８の変換とは逆向きの変換にかけられるように、各サブバンドのための変形された変調マトリックスを処理し、そのため、これらの変調値ブロックが周波数／変調周波数表現から逆に時間／周波数表現に変換される。このようにして、逆変換手段４２は、各サブバンドのための変調値のこのような各ブロックから、サブバンドのためのスペクトル値のブロックを生成する。
【００４０】
変換手段３０によるスペクトル値の出力から、上述の説明では、各サブバンドのために、最初のＭ個のスペクトル値、および／または、Ｍ個の連続するスペクトル値の処理について主として述べてきた。しかしながら、手段３２、３４、３６、３８、４０および４２のよる処理も、また、Ｎ個のサブバンドの各々のためのＭ個のスペクトル値の続くブロックのために、すなわち本例では各々５０％ずつのＭ個のスペクトル値のブロックのオーバーラップで、すなわちサブバンドごとにＭ／２個のスペクトル値のオーバーラップで、繰り返される。図２において、ブロックは、例えば各サブバンドにおいてＭ＝４のスペクトル値に広がる例えばアーチ形状のウィンドウ処理および／または重み関数によって時間／周波数表現７４においてｍ＝０、ｍ＝１およびｍ＝２で例示的に示されている。これらブロックｍの各々のために、変換手段３８は、最終的にはそれぞれＭ×Ｎの変調値の変調マトリックスを生成し、このマトリックスは、上述した方法で信号処理手段４０によってフィルタされおよび／または重み付けされる。続いて、逆変換手段４２は、これらの変形された変調マトリックス８８、すなわち変形されているがまだ復調されているスペクトル値のブロックのマトリックスから各サブバンドのためのスペクトル値のブロックを生成する。
【００４１】
しかしながら、逆変換手段４２によって出力されるサブバンドごとのスペクトル値のブロックは、処理手段４０による処理によってだけではなく復調で行われた変更によっても、ウィンドウ処理手段３６の出力端における情報信号１４から得られるスペクトル値のブロックとは異なっている。したがって、スペクトル値ブロックは、変調手段４６において、前に復調された変調搬送波成分を用いて再度変調される。特に、前にｅｘｐ（−ｊ・（ω＿ｄ・ｎ＋φ））が乗じられたスペクトル値の対応するブロックは、今回はｅｘｐ（＋ｊ・（ω＿ｄ・ｎ＋φ））が乗じられ、ここで、ｎは、それぞれのサブバンドのスペクトル値シーケンスのインデックスを示し、ω＿ｄおよび／またはωdは、それぞれのスペクトル値ブロックのために手段３２によって決定された複素変調搬送波の角周波数である。
【００４２】
変調ステージ４６の後に得られるサブバンドごとのスペクトル値のブロックのシーケンスは、相互に一致するスペクトル値のブロックを本例では５０％でオーバーラップし、さらに、ウィンドウ処理手段３６で用いられた重み関数による相互に一致するスペクトル値を結合することによって、すなわち、上述の例のサインまたはＫＤＢ窓の場合には加算することによって、サブバンドごとにスペクトル値の均一なストリーム８２ａ−８２ｄを形成するために、結合手段４４によって各サブバンドのために結合される。
【００４３】
結合手段４４の出力端から得られるサブバンドごとのスペクトル値のストリームは、処理済情報信号１８の時間／周波数表現を表す。このストリームは、逆変換手段４８によって受信される。各時間ステップｎにおいて、周波数表現から時間表現への変換を実行し、各ｎのための時間ブロックすなわち２πＮ／ωsの繰り返し持続時間を有する時間ブロックを得るために、すべてのサブバンドωbのためのスペクトル値すなわち０≦ｂ＜Ｎにおけるすべてのスペクトル値ａ（ωb、ｎ）を用いる。
【００４４】
処理済情報信号は、図１における図に１８で示され、そこにおいて、ｘ軸は時間であり、ｙ軸は情報信号１８の振幅である。図より分かるように、残っているのは、入力側の情報信号１４の搬送波成分だけである。変調成分および／またはエンベロープ成分８４は、除去されている。
【００４５】
換言すれば、図１および図２の実施形態は、信号を搬送波成分と変調成分とに分解するために信号適応フィルタバンクを用い、さらに、信号をフィルタするために変調された信号の得られた表現を用いた処理装置を表したものである。ただし、信号処理手段においてフィルタ処理の代わりに、同様に、コーディング、暗号化または圧縮を実行し、あるいは他の方法で変調マトリックスを変形することも可能である。本明細書の導入部に記載された音声コーディングに用いられる大きさ形成を実行する変調変換方法と対比して、この実施形態では、サブバンドごとに搬送波成分に関して復調を実行する。搬送波周波数決定手段３２においてこのサブバンド搬送波成分の推定の後、サブバンドごとの復調がこの成分の共役複素数を乗ずることによって達成される。このようにして復調されたサブバンド信号は、引き続きウィンドウ処理手段３６および変換手段３８によるさらなる周波数分解によって変調領域に変換される。
【００４６】
図１の実施形態において、第１の変換７２として５０％のオーバーラップでウィンドウ処理するＤＦＴが一例に用いられていたが、偏差および変更も考えられる。第１の変換７２からのいくつかのブロックは、ウィンドウ処理手段３６によって、この例では５０％のオーバーラップで、再度結合され、さらに複素変調器によりサブバンド単位で復調され、搬送波周波数決定手段３２によって決定され、ミキサ３４を用いて、引き続いてＤＦＴにより変換された。上述の実施形態において、この変調器の周波数は、復調されるサブバンドの対応するブロックの位相から、搬送波周波数決定手段において、すなわち、対応するブロックのスペクトル値のアンラップされた位相コースを通した直線の近似設定によって導き出された。しかしながら、これもまた他の方法で実施することができる。搬送波周波数決定手段３２は、例えば、ｎからｎ＋Ｍ−１までのスペクトルブロック部分ごとに、その部分におけるすべてのサブバンドの位相成分にプレーンを近似的に設定することができる。さらに、搬送波周波数決定手段３２がブロック単位で複素変調器の決定を実行するのではなく、サブバンドごとにスペクトル値のストリームにわたって連続的に決定を実行することも可能である。このために、搬送波周波数決定手段３２は、例えば、まず、それぞれのサブバンドのスペクトル値のシーケンスの位相をアンラップし、例えばそれらをローパスフィルタし、次に、複素変調器を適合するためにフィルタされた位相コースの局所増大を用いることができる。同様に、ミキサ４６の変調部分も、変更することができる。一般に、搬送波周波数決定手段は、スペクトル値のシーケンスの位相の平均勾配が低減され、および／または、アンラップされた位相コースが基本的には一定の位相値、好ましくは位相ゼロの近辺で変化するように、シーケンスにわたる大きさの増加または減少でサブバンドの複素スペクトル値の位相を増減することによって位相挙動に影響を与えることを試みる。
【００４７】
再び述べるが、使用された変換７２、８６およびその逆の変換手段４２および４８のために、ＤＦＴおよび／またはＩＤＦＴ以外の型式も考慮されるという事実にしっかりと注意する。例えば、複素復調されたサブバンド信号を、それぞれ実数部と虚数部とに分離した実数値変換によって、周波数／変調周波数表現に変換しおよび／またはスペクトル的に分解することもできる。この実数部は、復調ステージの後では、復調に用いられた搬送波に関するサブバンド信号の振幅変調を表す。また、その虚数部は、この搬送波の周波数変調を表す。手段３８および／または４２にＤＦＴおよび／またはＩＤＦＴを用いた場合、サブバンド信号の振幅変調成分は、変調周波数軸に沿ったＤＦＴスペクトルの対称成分に反映され、一方、搬送波の周波数変調成分は、変調周波数軸に沿ったＤＦＴスペクトルの非対称成分に対応する。
【００４８】
上述の実施形態は、例として、単純なサイン変調されたサイン信号に関して説明されてきた。しかしながら、図１および図２の実施形態は、振幅変調された音声信号のような、任意の周波数の振幅変調された信号の混合のエンベロープのコースをフィルタするためにも適している。エンベロープの個々の周波数成分は、本明細書の導入部に記載されている音声コーディングのための変調変換分析法に従った既に知られている大きさ−位相表現と対照的に、変調マトリックス８８において一貫した処理のために直接表現される。また、図１および図２の実施形態によって、微小な変調度の周波数変調された信号、すなわち、第１のＤＦＴのサブバンド幅よりかなり小さい振れの周波数信号のフィルタリングも可能である。
【００４９】
したがって、図１および図２の実施形態は、再度言い換えれば、変調領域においてフィルタする信号適応変換および対応する逆変換に基づく、変調フィルタリングのための装置に関した。フィルタリングの本実施形態において、変調領域における信号操作なしに、図１の装置を完全に再構成できる。フィルタ１０２のような適切なスペクトル域フィルタを導入することによって、すなわち、ゼロの中心変調周波数からの距離の増加のより変調値の減衰によって、所望のように除去される変調成分を減衰することができる。しかしながら、周波数／変調周波数表現における情報信号処理の他の方式も考えられる。このように、搬送波だけを除外することが望まれることもある。この場合、フィルタリングは、ハイパスフィルタリングとなり、すなわち、これより低い変調周波数に対してはこれより上の変調周波数に対するよりも変調値を多く減衰する所定変調周波数で変調周波数端を有する重み関数により重み付けとなる。さらに他の応用分野において、信号処理手段４０における信号処理は、バンドパスフィルタリングとなり、すなわち、異なる情報源から生じる情報信号の成分を分離するために、つまり情報源分離を達成するために、特定の中心変調周波数から落ちている重み関数による重み付けとなる。上述の実施形態を用いることのできるさらなる用途として、音声信号をコーディングするための音声コーディング、妨害された信号の再構成およびエラーキャンセルに関するものがある。また、一般に、装置１０は、着信する音声信号における特殊な音響効果を実現するために、音楽効果装置として使用することもできる。したがって、信号処理手段４０における処理は、変調値の量子化のように、一部の変調値をゼロに設定し、または、特定のまたはすべての変調値の個々の部分を重み付けするといった、最も多様な手順とすることができる。さらなる用途分野として、図１の装置１０は、電子透かし埋め込み装置として用いられる。この電子透かし埋め込み装置は、音声信号１４を受信し、処理手段４０は、受信した電子透かしを、その電子透かしに従って個々のセグメントおよび／または変調値を変形することによって、音声信号に取り入れることができる。セグメントおよび／または変調値の選択は、連続する変調マトリックスのために時間において異ならせおよび／または変化させることができ、出力された電子透かし入り音声信号１８において、電子透かし導入による変形が、心理音響的な隠蔽効果によって人間の耳に聞こえないようにすることができる。
【００５０】
なお、変換手段については、当然ながら、これらを多くの個別バンドパスフィルタリングによってスペクトル表現を生成するフィルタバンクとして設計することができる。さらに、処理後に得られる情報信号１８を時間領域表現で出力しなければならないことはない。例えば、情報信号の出力を、時間／スペクトル表現、または、スペクトル／変調スペクトル表現とすることもさらに考えられる。後者の場合には、当然ながら、受信器側で、適切な搬送波によって、例えば、サブバンドおよびスペクトル値ブロックごとに異なり復調８４に用いられた複素搬送波を供給することによって、必要な変調４６を再度実行できることを確実にしておく必要がある。このようにして、圧縮方法を実現するために上述の実施形態を用いることができる。
【００５１】
なお、場合によっては、本発明のスキームは、ソフトウエアで実施されてもよい。この実施は、対応する方法が実行されるように、プログラム可能なコンピュータシステムと協働することができ、電子的に読み出すことができる制御信号を有する、デジタル記憶媒体、特にフロッピー（登録商標）ディスクまたはＣＤ上で行うことができる。本発明は、一般に、コンピュータプログラム製品がコンピュータ上で実行されるときに、機械で読み出し可能なキャリアに記憶された本発明の方法を実行するためのプログラムコードを有するコンピュータプログラム製品にも存在する。言い換えれば、本発明は、コンピュータプログラムがコンピュータ上で実行されるときに、この方法を実行するためのプログラムコードを有するコンピュータプログラムとしても実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】図１は、本発明の実施形態による情報信号を処理するための装置のブロック回路図を示す。
【図２】図２は、図１の装置の動作を図解するための概略図を示す。
【図１】
2007535849.tif 000003
【図２】
2007535849.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成17年11月25日(2005.11.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報信号（１４）を処理するための装置であって、
前記情報信号をブロック単位で変換することによって前記情報信号（１４）を時間／スペクトル表現（７４）に変換するための手段（２０）と、
前記情報信号を信号周波数分解変換によって前記時間／スペクトル表現（７４）からスペクトル／変調スペクトル表現（８８）に変換するための手段（２２）であって、変換するための前記手段（２２）は、前記スペクトル／変調スペクトル表現が前記情報信号（１４）の前記時間／スペクトル表現（７４）の大きさ成分および位相成分の双方によって決まるように設計されている、手段（２２）と、
変形されたスペクトル／変調スペクトル表現を得るために前記スペクトル／変調スペクトル表現（８８）における前記情報信号（１４）を操作するための手段（２４、４０）と、
前記変形されたスペクトル／変調スペクトル表現に基づいて前記情報信号（１４）の処理されたバージョンを表す処理済情報信号（１８）を形成するための手段（２６）とを含む、装置。
【請求項２】
前記情報信号（１４）を前記時間／スペクトル表現（７４）に変換するための前記手段（２０）は、スペクトル成分ごとの複素スペクトル値のシーケンス（８２ａ、８２ｂ、８２ｃ、８２ｄ）を得るために、前記時間／スペクトル表現を複数のスペクトル成分に分解するように設計されている、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記情報信号（１４）を前記時間／スペクトル表現（７４）から前記スペクトル／変調スペクトル表現（８８）に変換するための前記手段（２２）は、前記スペクトル／変調スペクトル表現（８８）の部分を得るために、所定のスペクトル成分のためのスペクトル値の前記シーケンス（８２ａ、８２ｂ、８２ｃ、８２ｄ）をブロック単位でスペクトル分解するための手段（３６、３８）を含む、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
所定のスペクトル成分のためのスペクトル値の前記シーケンス（８２ａ、８２ｂ、８２ｃ、８２ｄ）をブロック単位でスペクトル分解するための前記手段（２２）は、まず、スペクトル値の前記シーケンス（８２ａ、８２ｂ、８２ｃ、８２ｄ）の位相コースの平均勾配の大きさがスペクトル値の復調されたブロックを得るためにブロック単位で低減されるように、スペクトル値の前記シーケンス（８２ａ、８２ｂ、８２ｃ、８２ｄ）にブロック単位で複素搬送波を乗じ（８４）、次に、前記変形されたスペクトル／変調スペクトル表現（８８）の前記部分を得るために、スペクトル値の前記復調されたブロックをブロック単位でスペクトル的に分解するように設計されている、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
所定のスペクトル成分のための複素スペクトル値の前記シーケンス（８２ａ、８２ｂ、８２ｃ、８２ｄ）をブロック単位でスペクトル分解するための前記手段（２２）は、前記情報信号の前記時間／スペクトル表現（７４）に応じて、複素スペクトル値の前記シーケンス（８２ａ、８２ｂ、８２ｃ、８２ｄ）にブロック単位で乗じられる前記複素搬送波をブロック単位で変化するための手段（３２）を含む、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
変化するための前記手段（３２）は、位相コースを得るために前記複素搬送波をブロック単位で変化するためのスペクトル値の前記シーケンスにおける前記スペクトル値の位相をブロック単位でアンラップし、前記位相コースの平均勾配を決定し、前記平均勾配に基づいて前記複素搬送波を決定するように設計されている、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
変化するための前記手段（３２）は、前記位相コースから前記位相コースの軸部分を決定し、前記軸部分に基づいて前記複素搬送波をさらに決定するようにさらに設計されている、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
形成するための前記手段（２６）は、
前記所定のスペクトル成分のためのスペクトル値の復調され変形されたブロックを得るために、前記情報信号を前記変形されたスペクトル／変調スペクトル表現から変形された時間／スペクトル表現に逆変換するための手段（４２）と、
スペクトル値の変形されたブロックを得るために、スペクトル値の前記復調され変形されたブロックに、前記複素搬送波に複素共役する搬送波をブロック単位で乗じるための手段（４６）と、
スペクトル値の変形されたシーケンスを形成し、前記処理済情報信号（１８）の時間／スペクトル表現の部分を得るために、スペクトル値の前記変形されたブロックを結合するための手段（４４）とを含む、請求項４ないし請求項７のいずれかに記載の装置。
【請求項９】
形成するための前記手段は、
前記処理済情報信号（１８）を前記時間／スペクトル表現から前記時間表現に逆変換するための手段をさらに含む、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
変形するための前記手段（４０）は、前記情報信号の変調フィルタリング、音声コーディング、情報源分離、再構成のために、または、エラーキャンセルのために、または、前記情報信号に電子透かしを重畳するために、前記スペクトル／変調スペクトル表現（８８）の前記変調成分の重み付けを実行するように設計されている、先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項１１】
前記情報信号（１４）は、音声信号、映像信号、マルチメディア信号、計測信号または同様の信号である、先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項１２】
前記情報信号を前記時間／スペクトル表現（７４）に変換するための前記手段（２０）は、
前記情報信号（１４）から情報値のブロックのシーケンスを形成するためのブロック形成手段（２８）と、
スペクトル値ブロックのシーケンスを得るために情報値のブロックの前記シーケンスの各々をスペクトル的に分解するための手段（３０）であって、各スペクトル値ブロックは所定の複数のスペクトル成分の各々のためのスペクトル値（７６）を含み、スペクトル成分ごとのスペクトル値ブロックの前記シーケンスはスペクトル値のシーケンス（８２ａ−８２ｄ）を形成する、手段（３０）とを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記情報信号（１４）を前記スペクトル／変調スペクトル表現（８８）に変換するための前記手段（２２）は、
変調値のブロックを得るためにスペクトル値の前記シーケンス（８２ａ−８２ｄ）の所定のシーケンスをスペクトル的に分解するための手段（３２−３８）を含み、
変形するための前記手段（２４；４０）は、前記変形されたスペクトル／変調スペクトル表現（８８）の部分である変調値の変形されたブロックを得るために、変調値の前記ブロック（８８）を変形するように設計されている、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
形成するための前記手段（２６）は、スペクトル値の変形されたシーケンスを得るために前記スペクトル分解から変調値の前記変形されたブロックを逆変換し（４２、４４、４６）、情報値の変形されたブロックのシーケンスを得るためにスペクトル値の前記変形されたシーケンスに基づいて変形されたスペクトルブロックのシーケンスを逆変換し（４８）、前記処理済情報信号（１８）を得るために情報値の前記変形されたブロックを結合する（５０）ように設計されている、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
情報値のブロックの前記シーケンスの各々をスペクトル的に分解するための前記手段（２０）は、まず情報値のブロックの前記シーケンスの各ブロックに窓関数を乗じ、次にそれをスペクトル的に分解するように設計され、形成するための前記手段（２６）は、結合（５０）の際に、前記窓関数による前記乗算が前記処理済情報信号（１８）に影響しないように、情報値の前記変形されたブロックを処理するように設計されている、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
情報値のブロックの前記シーケンスの各々をスペクトル的に分解するための前記手段（２０）は、前記スペクトル分解においてスペクトル成分ごとに複素スペクトル値のシーケンス（８２ａ−８２ｄ）を提供するように設計され、スペクトル値の前記シーケンス（８２ａ−８２ｄ）の前記所定のシーケンスをスペクトル的に分解するための前記手段（３２、３４、３６、３８）は、まず、スペクトル値の前記所定のシーケンスの前記スペクトル値の位相がスペクトル値の位相変形されたシーケンスを得るために前記シーケンスとともに徐々に増大または減少するような量によって増大または減少されるように、スペクトル値の前記所定のシーケンス（８２ａ−８２ｄ）を変形し（３４）、次に、変調値の前記少なくとも１つのブロックを得るために、スペクトル値の前記位相変形されたシーケンスをスペクトル的に分解する（３８）ように設計され、形成するための前記手段は、スペクトル値の変形されたシーケンスを得るために前記スペクトル分解から変調値の前記変形されたブロックを逆変換し（４２）、スペクトル値の前記少なくとも１つのシーケンスの前記スペクトル値の位相がスペクトル値の変形されたシーケンスを得るために前記シーケンスとともに徐々に増大または減少するような量によって増大または減少されるように、スペクトル値の前記シーケンスの前記所定のシーケンスをスペクトル的に分解するための前記手段（３４）とは逆向きにスペクトル値の前記変形されたシーケンスを変形し（４６）、情報値の変形されたブロックのシーケンスを得るためにスペクトル値の前記変形されたシーケンスに基づいて、変形されたスペクトルブロックのシーケンスを逆変換し（４８）、前記処理済情報信号（１８）を得るために情報値の前記変形されたブロックを結合する（５０）ように設計されている、請求項１３に記載の装置。
【請求項１７】
前記信号周波数分解変換は、信号離散フーリエ変換である、先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項１８】
情報信号（１４）を処理するための方法であって、
前記情報信号をブロック単位で変換することによって前記情報信号（１４）を時間／スペクトル表現（７４）に変換する工程（２０）と、
前記情報信号を信号周波数分解変換によって前記時間／スペクトル表現（７４）からスペクトル／変調スペクトル表現（８８）に変換する工程（２２）であって、前記変換は、前記スペクトル／変調スペクトル表現（８８）が前記情報信号（１４）の前記時間／スペクトル表現（７４）の大きさ成分および位相成分の双方によって決まるように実行される、工程（２２）と、
変形されたスペクトル／変調スペクトル表現を得るために前記スペクトル／変調スペクトル表現（８８）における前記情報信号（１４）を変形する工程（２４）と、
前記変形されたスペクトル／変調スペクトル表現に基づいて前記情報信号（１４）の処理されたバージョンを表す処理済情報信号（１８）を形成する工程（２６）とを含む、方法。
【請求項１９】
コンピュータプログラムがコンピュータ上で動作するときに、請求項１８に記載された方法を実行するためのプログラムコードを有する、コンピュータプログラム。
【国際調査報告】
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