(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声信号をデジタルフィルタ処理する方法において、
複数の音声成分フィルタであって、各々が、時間領域において
（式１）
Ｓｉｎ［２πＡｂｓ［ｘ］／ｂｐｆ］／ｂｐｆ
（式中、ｂｐｆはそのフィルタの低域通過周波数であり、ｘはｘ軸上の時間可変値）
の絶対値の正弦関数により表現される複数の音声成分フィルタを提供するステップと、
（式２）
0006510487.tif 000004
（式中、ｂｐｆは帯域通過フィルタのクロスオーバ周波数であり、ｘはｘ軸上の時間可変値）により前記音声成分フィルタを組み合わせて複合音声フィルタを提供するステップと、
前記複合音声フィルタを使って前記音声信号をフィルタ処理するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、前記音声信号をフィルタ処理する前に、前記複合音声フィルタのサンプルレートを所定のサンプルレートから増加されたサンプルレートに増加させるステップも含むことを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法において、前記複合音声フィルタの前記サンプルレートを増加させる前記ステップは、
前記所定のサンプルレートの隣接するサンプル点間にある前記増加されたサンプルレートの中間サンプル点を定義するステップと、
前記中間サンプル点の各々の重みを計算するステップであって、（ｉ）前記隣接するサンプル点のそれぞれの前記複合音声フィルタを表す、隣接する波形を選択するステップと、（ｉｉ）前記選択された波形の各々を、対応する隣接するサンプル点と前記中間サンプル点との間で前記時間領域においてシフトさせるステップと、（ｉｉｉ）前記シフトされた隣接する波形における前記中間サンプル点の数値を合計して前記重みを導き出すステップと、を含むステップと、
前記中間サンプル点のそれぞれにおいて前記複合音声フィルタの前記音声信号に前記重みを適用するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項３に記載の方法において、前記選択された波形は、前記隣接するサンプル点と前記中間サンプル点との間の中間で、前記時間領域においてシフトされることを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項３に記載の方法において、前記重みは、所定数の前記隣接するサンプル点の所定の数にわたって適用されることを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項２に記載の方法において、前記複合音声フィルタの前記サンプルレートを増加させる前記ステップは、
前記所定のサンプルレートの隣接するサンプル点間にある前記増加されたサンプルレートの中間サンプル点を定義するステップと、
前記中間サンプル点の各々の重みを計算するステップであって、（ｉ）前記複合音声フィルタを表し、かつ前記中間サンプル点と整合するようにその時間領域においてシフトされた仮想波形を提供するステップと、（ｉｉ）前記時間領域において前記シフトされた波形の幅を拡張するステップと、（ｉｉｉ）前記拡張された波形における前記隣接するサンプル点の数値を合計して前記重みを導き出すステップと、を含むステップと、
前記中間サンプル点のそれぞれにおいて前記複合音声フィルタの前記音声信号に前記重みを適用するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項６に記載の方法において、前記シフトされた波形は、前記時間領域において２倍に拡張されることを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項２に記載の方法において、前記複合音声フィルタの前記サンプルレートを増加させる前記ステップは、
前記所定のサンプルレートの隣接するサンプル点間にある前記増加されたサンプルレートの中間サンプル点を定義するステップと、
前記中間サンプル点の各々の重みを計算するステップであって、（ｉ）前記複合音声フィルタを表し、かつ前記中間サンプル点と整合するようにその時間領域においてシフトされた仮想波形を提供するステップと、（ｉｉ）前記隣接するサンプル点において前記仮想波形の数値を決定するステップと、（ｉｉｉ）前記隣接するサンプル点の前記数値を合計して前記重みを導き出すステップと、を含むステップと、
前記中間サンプル点のそれぞれにおいて前記複合音声フィルタの前記音声信号に前記重みを適用するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項２に記載の方法において、前記複合音声フィルタの前記サンプルレートを増加させる前記ステップは、
前記所定のサンプルレートの隣接するサンプル点間にある前記増加されたサンプルレートの中間サンプル点を定義するステップと、
前記中間サンプル点の各々の重みを計算するステップであって、（ｉ）前記隣接するサンプル点のそれぞれにおいて前記複合音声フィルタを表す隣接する音声波形を選択するステップと、（ｉｉ）前記隣接する波形における前記中間サンプル点の数値を合計して前記重みを導き出すステップと、を含むステップと、
前記中間サンプル点のそれぞれにおいて前記複合音声フィルタの前記音声信号に前記重みを適用するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１０】
複数の音声成分フィルタであって、各々が、時間領域において
（式１）
Ｓｉｎ［２πＡｂｓ［ｘ］／ｂｐｆ］／ｂｐｆ  
（式中、ｂｐｆはそのフィルタの低域通過周波数であり、ｘはｘ軸上の時間可変値）
の絶対値の正弦関数により表現される複数の音声成分フィルタを使って音声信号をデジタルフィルタ処理する命令を含むコンピュータまたは機械読取可能媒体において、前記命令は、プロセッサにより実行されると、前記プロセッサに、
（式２）
0006510487.tif 000005
（式中、ｂｐｆは帯域通過フィルタのクロスオーバ周波数であり、ｘはｘ軸上の時間可変値）により前記音声成分フィルタを組み合わせて、複合音声フィルタを提供し、
前記複合音声フィルタを使って前記音声信号をフィルタ処理する
ようにさせることを特徴とするコンピュータ。
【請求項１１】
複数の音声成分フィルタであって、各々が、時間領域において
（式１）
Ｓｉｎ［２πＡｂｓ［ｘ］／ｂｐｆ］／ｂｐｆ 
（式中、ｂｐｆはそのフィルタの低域通過周波数であり、ｘはｘ軸上の時間可変値）
の絶対値の正弦関数により表現される複数の音声成分フィルタを使って音声信号をデジタルフィルタ処理する命令を含むコンピュータまたは機械読取可能媒体において、前記命令は、プロセッサにより実行されると、前記プロセッサに、
（式２）
0006510487.tif 000006
（式中、ｂｐｆは帯域通過フィルタのクロスオーバ周波数であり、ｘはｘ軸上の時間可変値）により前記音声成分フィルタを組み合わせて、複合音声フィルタを提供し、
前記複合音声フィルタを使って前記音声信号をフィルタ処理する
ようにさせることを特徴とする機械読取可能媒体。
【請求項１２】
音声信号をデジタルフィルタ処理するシステムにおいて、
複数の音声成分フィルタであって、各々が、時間領域において
（式１）
Ｓｉｎ［２πＡｂｓ［ｘ］／ｂｐｆ］／ｂｐｆ
（式中、ｂｐｆはそのフィルタの低域通過周波数であり、ｘはｘ軸上の時間可変値）
の絶対値の正弦関数により表現される複数の音声成分フィルタと、
（式２）
0006510487.tif 000007
（式中、ｂｐｆは帯域通過フィルタのクロスオーバ周波数であり、ｘはｘ軸上の時間可変値）により前記音声成分フィルタを組み合わせて、複合音声フィルタを提供し、
前記複合音声フィルタを使って前記音声信号をフィルタ処理する
ように構成されたプロセッサと、
を含むことを特徴とするシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２０１３年３月２６日に出願された米国特許出願第６１／８０５，４６３号明細書、２０１３年５月５日に出願された米国特許出願第６１／８１９，６３０号明細書および２０１３年１１月１２日に出願された米国特許出願第６１／９０３，２２５号明細書の優先権を主張するものであり、それらの内容をこの引用により本願に援用するものとする。本願はまた、２０１３年３月２６日に出願された米国特許出願第６１／８０５，４０６号明細書、同第６１／８０５，４３２号明細書、同第６１／８０５，４６６号明細書、同第６１／８０５，４６９号明細書、および同第６１／８０５，４４９号明細書に関し、必要に応じてその優先権を主張するものであり、それらの内容をこの引用により本願に援用するものとする。
【０００２】
本発明は広く、音声信号をデジタルフィルタ処理する方法に関する。本発明は特に、限定的ではないが、音声イコライゼーション（ＥＱ）における音声信号のデジタルフィルタ処理に関する。本発明は、画像ならびに、デジタル通信および処理に関連する信号を含む他の信号のフィルタ処理を含む他のデジタルフィルタ処理に拡張される。
【背景技術】
【０００３】
デジタル記録再生において、音声を表すアナログ信号は、操作と保存に適したデジタル信号に変換される。この変換は、アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）で実行される。保存されたデジタル信号は、デジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）で再びアナログ信号に変換できる。アナログ信号は、従来のオーディオ音声機器、例えばアンプとスピーカを使って再生される。デジタル信号は、ＤＡＣの前に操作してその質を高めてから再生できる。この操作は音声ＥＱを含み、その中では音声の周波数スペクトルのうちの選択された部分がフィルタ処理により、例えば周波数応答の不規則性が補償される。音声はまた、デジタル信号への、またはアナログ信号に戻す際のその変換から生じる問題を解決するためにフィルタ処理されてもよい。
【発明の概要】
【０００４】
本発明の一態様によれば、音声信号をデジタルフィルタ処理する方法が提供され、前記方法は、
複数の音声成分フィルタであって、各々が、絶対時間値の正弦関数により表現されるその時間領域における波形により実質的に表現される複数の音声成分フィルタを提供するステップと、
成分フィルタを組み合わせて複合音声フィルタを提供するステップと、
複合音声フィルタを使って音声信号をフィルタ処理するステップと、
を含む。
【０００５】
好ましくは、方法はまた、音声信号をフィルタ処理する前に、複合音声フィルタのサンプルレートを所定のサンプルレートから増加されたサンプルレートに増加させるステップも含む。
【０００６】
好ましくは、複合音声フィルタのサンプルレートを増加させるステップは、
所定のサンプルレートの隣接するサンプル点間にある増加されたサンプルレートの中間サンプル点を定義するステップと、
中間サンプル点の各々の重みを計算するステップであって、（ｉ）隣接するサンプル点のそれぞれの音声フィルタを実質的に表す、隣接する波形を指定するステップと、（ｉｉ）指定された波形の各々を、関係する隣接するサンプル点と中間サンプル点との間で時間領域においてシフトさせるステップと、（ｉｉｉ）中間サンプル点においてシフトされた波形の数値を組み合わせて重みを導き出すステップと、を含むステップと、
中間サンプル点のそれぞれにおいてフィルタの音声信号に重みを適用するステップと、
を含む。
【０００７】
好ましくは、指定された音声信号は、実質的に隣接するサンプル点と中間サンプル点との間の中間で、時間領域においてシフトされる。
【０００８】
好ましくは、複合音声フィルタのサンプルレートを増加させるステップは、
所定のサンプルレートの隣接するサンプル点間にある増加されたサンプルレートの中間サンプル点を定義するステップと、
中間サンプル点の各々の重みを計算するステップであって、（ｉ）音声フィルタを実質的に表し、かつ中間サンプル点と整合するようにその時間領域においてシフトされた仮想波形を提供するステップと、（ｉｉ）時間領域においてシフトされた仮想波形を拡張するステップと、（ｉｉｉ）隣接するサンプル点において拡張された仮想波形の数値を組み合わせて重みを導き出すステップと、を含むステップと、
中間サンプル点のそれぞれにおいてフィルタの音声信号に重みを適用するステップと、
を含む。
【０００９】
好ましくは、シフトされた仮想音声信号は、時間領域において実質的に２の係数で拡張される。
【００１０】
好ましくは、調整された音声フィルタを組み合わせるステップは調整されたサンプリングレートで実行され、他の音声フィルタはその隣接するサンプル点間の１つまたは複数の介在サンプル点を含む。より好ましくは、音声フィルタを他の音声フィルタに適用するための調整されたサンプリングレートは、他のフィルタの隣接するサンプル点の数に関するサンプル点の総数に実質的に反比例する。
【００１１】
好ましくは、複合音声フィルタのサンプルレートを増加させるステップは、
所定のサンプルレートの隣接するサンプル点間にある増加されたサンプルレートの中間サンプル点を定義するステップと、
中間サンプル点の各々の重みを計算するステップであって、（ｉ）複合音声フィルタを実質的に表し、かつ中間サンプル点と整合するようにその時間領域においてシフトされた仮想波形を提供するステップと、（ｉｉ）隣接するサンプル点において仮想波形の数値を決定するステップと、（ｉｉｉ）隣接するサンプル点の数値を組み合わせて重みを導き出すステップと、を含むステップと、
中間サンプル点のそれぞれにおいて複合音声フィルタの音声信号に重みを適用するステップと、
を含む。
【００１２】
あるいは、複合音声フィルタのサンプルレートを増加させるステップは、
所定のサンプルレートの隣接するサンプル点間にある増加されたサンプルレートの中間サンプル点を定義するステップと、
中間サンプル点の各々の重みを計算するステップであって、（ｉ）隣接するサンプル点のそれぞれにおいて複合音声フィルタを実質的に表す隣接する波形を指定するステップと、（ｉｉ）中間サンプル点において隣接する波形の数値を組み合わせて重みを導き出すステップと、を含むステップと、
中間サンプル点のそれぞれにおいて複合音声フィルタの音声信号に重みを適用するステップと、
を含む。
【００１３】
好ましくは、重みは隣接するサンプル点の所定の数にわたって適用される。
【００１４】
本発明の他の態様によれば、複数の音声成分フィルタであって、各々が、絶対時間値の正弦関数により実質的に表現されるその時間領域における波形により実質的に表現される複数の音声成分フィルタを使って音声信号をデジタルフィルタ処理する命令を含むコンピュータまたは機械読取可能媒体が提供され、前記命令は、プロセッサにより実行されると、前記プロセッサに、
成分フィルタを組み合わせて、複合音声フィルタを提供し、
複合音声フィルタを使って音声信号をフィルタ処理するようにさせる。
【００１５】
本発明の他の態様によれば、音声信号をデジタルフィルタ処理するシステムが提供され、前記システムは、
複数の音声成分フィルタであって、各々が、絶対時間値の正弦関数により表現されるその時間領域における波形により実質的に表現される複数の音声成分フィルタと、
成分フィルタを組み合わせて、複合音声フィルタを提供し、
複合音声フィルタを使って音声信号をフィルタ処理する
ように構成されたプロセッサと、
を含む。
【００１６】
本開示のまた別の態様によれば、信号をデジタルフィルタ処理する方法が提供され、前記方法は、
調整されたフィルタであって、絶対値の正弦関数により表現されるその時間領域における波形を含むインパルス応答により表現される調整されたフィルタを提供するステップと、
調整されたフィルタを使って信号をフィルタ処理するステップと、
を含む。
【００１７】
好ましくは、信号はトランスデューサまたは測定機器の変位から得られた電気信号である。
【００１８】
本発明のまた別の態様によれば、画像をデジタルフィルタ処理する方法が提供され、前記方法は、
画像フィルタであって、絶対値の正弦関数により表現されるその時間領域における波形を含むインパルス応答により表現される調整された画像フィルタを提供するステップと、
調整された画像フィルタを使って画像をフィルタ処理するステップと、
を含む。
【００１９】
好ましくは、画像は画素マトリクスを含み、そこに複合画像フィルタが適用される。
【００２０】
本発明のさらにまた別の態様によれば、音声信号をデジタルフィルタ処理する方法が提供され、前記方法は、
調整された音声フィルタであって、ゼロから正の無限大までのみの数値の正弦関数により表現されるその時間領域における波形を含むインパルス応答によって表現される調整された音声フィルタを提供するステップと、
調整された音声フィルタを使って音声信号をフィルタ処理するステップと、
を含む。
【００２１】
本発明のさらにその他の態様によれば、音声信号をデジタルフィルタ処理するシステムが提供され、前記システムは、
調整された音声フィルタであって、ゼロから正の無限大までのみの数値の正弦関数により表現されるその時間領域における波形を含む調整された音声フィルタと、
調整された音声フィルタを使って音声信号をフィルタ処理するように構成されたプロセッサと、
を含む。
【００２２】
本発明の性質をよりよく理解できるように、ここで、音声信号をデジタルフィルタ処理する方法を、あくまでも例として、添付の図面を参照しながら説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、デジタル音声記録再生における本開示の実施形態の応用の概略図を示す。
【図２】図２は、本開示のある実施形態の音声フィルタのインパルス応答である。
【図３】図３は、この実施形態の他の音声フィルタの他のインパルス応答である。
【図４】図４は、図２および３のフィルタを相互に組み合わせることによって得られる複合音声フィルタである。
【図５】図５は、図４の複合帯域通過フィルタの周波数応答である。
【図６】図６は、図５の複合音声フィルタのインパルス応答と一般的なｓｉｎｃ関数のインパルス応答である。
【図７】図７は、フィルタのサンプルレートを増加させるための１つの手法の概略図である。
【図８】図８は、本開示の他の実施形態によるサンプリングレートを調整するための１つの手法を概略的に示す。
【図９】図９は、フィルタのサンプルレートを増加させるための他の手法の概略図である。
【図１０】図１０は、インパルス応答のサンプルレートを増加させるための代替的な手法の概略図である。
【図１１】図１１は、インパルス応答のサンプルレートを増加させるための他の代替的な手法の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明は、いくつかの実施形態において、調整された音声フィルタを使って音声信号をデジタルフィルタ処理する方法に関していてもよい。調整された音声フィルタは、絶対値の正弦関数により表現されるその時間領域における波形を有するインパルス応答により表現される。
【００２５】
図１は、デジタル音声記録再生の過程における本開示の各種の実施形態の応用を示す。アナログ音声信号は、アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）１２においてデジタル音声信号に変換される。デジタル音声信号には次に、例えば音声イコライゼーション（ＥＱ）において、デジタルプロセッサ１４での信号処理が行われてもよい。処理されたデジタル信号はダウンサンプルされて、記憶メモリ１６に保存され、その後、再生の前に、サンプルレートがその分解能を高めるために増加される。比較的高い分解能のデジタル音声信号はその後、デジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）１８でアナログ信号に戻される。
【００２６】
本開示の各種の実施形態は、以下において応用できることが理解される。
ｉ．デジタル音声信号に、いくつかの実施形態において重み付けにより行うことのできるサンプルレートの増加、すなわちオーバーサンプリングが行われるＡＤＣ  １２、
ｉｉ．例えばデジタル信号が低域通過フィルタまたは帯域通過フィルタでフィルタ処理されるデジタル信号プロセッサ１４またはＥＱに関連するデジタルフィルタ、
ｉｉｉ．フィルタ処理された音声信号に対し、再生の前にサンプルレート増加、すなわちアップサンプリングが行われる記憶メモリ１６の下流。
【００２７】
本開示のいくつかの実施形態は、コンピュータプログラムコードまたはソフトウェアで具現化されてもよい。デジタル信号プロセッサ１４のデジタルフィルタは、特定の周波数応答によって表現される。特定の周波数応答は一般に、フィルタのインパルス応答に依存し、これは本発明の各種の実施形態のソフトウェアまたは技術により特徴付けられる。本実施形態は、それによってデジタルフィルタが分類される基本的な種類の周波数応答をカバーし、これには低域通過、高域通過、帯域通過、および帯域除去またはノッチフィルタが含まれる。デジタルフィルタは、有限インパルス応答（ＦＩＲ）または無限インパルス応答（ＩＩＲ）フィルタに大きく分類される。
【００２８】
音声フィルタ処理のこの実施形態を理解するために、複合音声フィルタは、簡潔を期し、２つの調整された音声フィルタから得られるが、いくつのフィルタを使用してもよいことが理解される。複合音声フィルタは一般に、調整されたフィルタバンクを含む。フィルタバンクは共同で、フィルタ処理するべき音声信号またはスペクトルを表す周波数帯域幅を画定する。この実施形態において、インパルス応答は、それぞれのフィルタに供給されるインパルスにより生成される。調整されたフィルタの各々に関するインパルス応答は、式、
Ｓｉｎ［２πＡｂｓ［ｘ］／ｂｐｆ］／ｂｐｆ  式１
による絶対値の正弦関数により表現されてもよく、式中、ｂｐｆはそのフィルタの低域通過周波数であり、ｘはｘ軸上の時間可変値である。
【００２９】
図２は、式１のインパルス応答を示す。理解すべき点として、ａ［０］はインパルスが発生するインスタンスであり、ａ［ｎ］はインパルス応答に関する隣接するサンプル点を指定し、ｎは所定のサンプルレートでのサンプル点の数である。この実施形態において、所定のサンプルレートは４４．１ｋＨｚ（サンプル毎秒）であるが、用途に応じて他の何れのサンプルレートを使用してもよいことが理解される。
【００３０】
図３は、サンプル２つ分の波長を有する式１のインパルス応答を示し、これに対して、図２はサンプル１つ分の波長を有するインパルス応答を示している。
【００３１】
図４は、一番上の曲線において、０からｂｐｆまで積分した絶対値の正弦成分の周波数応答を示す。これはまた、一番下の曲線において、１／ｂｐｆから０まで積分した絶対値の正弦成分の周波数応答も示す。
【００３２】
この実施形態のための帯域通過フィルタを「構築」または作成するために、図４の曲線が組み合わされ、またはこの場合は合計される。これは、式
0006510487.tif 000002
により数学的に表現でき、式中、ｂｐｆは帯域通過フィルタのクロスオーバ周波数であり、ｘはｘ軸上の時間可変値である。
【００３３】
図５は、この実施形態の複合帯域通過フィルタの周波数応答を示す。この周波数応答は、複合帯域通過フィルタを作るために使用されたフィルタの各々の周波数応答の総和である。
【００３４】
図６は、この実施形態の複合帯域通過音声フィルタのインパルス応答を、ｓｉｎｃ関数から得られた一般的なインパルス応答（破線の要素）と比較して示す。本開示のこの実施形態のインパルス応答は、音声信号の実際の発生時の周辺で集中していることがわかり、これは実際には、信号スミアリングが少ないことを意味する。この例の複合帯域通過フィルタは、４つのサンプル波長より大きい波長をフィルタ処理で除去するが、インパルス応答はこのフィルタの大部分がこれら４つのサンプル内にあることを示している。
【００３５】
この実施形態において、複合音声フィルタのサンプルレートは、所定のサンプルレートから増加されたサンプルレートに増加されてから、音声信号をフィルタ処理する。
【００３６】
いくつかの実施形態において、複合音声フィルタのサンプルレート増加は、次を含む後述の２つの手法により実行されてもよい。
１．隣接音声信号のシフト、および／または
２．仮想インパルス応答の拡張。
【００３７】
シフトされた隣接音声信号を使ったインパルス応答の数値の重み付けにおいて、隣接するインパルス応答は、決定されるべき中間サンプル点の何れかの側から指定される。指定された隣接信号の各々は次に、実質的に隣接するサンプル点と中間サンプル点との間の中間で、時間領域においてシフトされる。この例において、関係する重みは、シフトされた隣接インパルス応答の各々が関係する中間サンプル点において寄与する数値を合計することによって計算される。この手法が図７に概略的に示されている。いくつかの実施形態において、重みは、隣接するサンプル点の所定の数、例えば１，０２４個のサンプル点にわたって適用されてもよい。
【００３８】
この重み付け手法の使用において、音声フィルタの複合は、音声フィルタの隣接するサンプル点が、少なくともそれが適用される他の音声フィルタの中間サンプル点の各々と整合し、またはそれに対応するように調整されたサンプリングレートで行われる。その中で、調整されたサンプリングレートの音声フィルタを他の音声フィルタに関してシフトさせる。例えば、他の音声フィルタが、その隣接するサンプル点間の実質的に中間にある介在サンプル点を含む場合、フィルタを相互に適用するための調整されたサンプリングレートは実質的に、所定のサンプルレートの半分である。図８は、サンプリングレートを調整するためのこの手法を概略的に示している。
【００３９】
サンプリングレートは、この実施形態においては、１つおきのインパルス応答を畳み込むことによって調整される。これは、図８の一番上のインパルス応答が実線の要素で示されている３つのインパルス応答と畳み込まれ、それ以外の、破線の要素で示されるインパルス応答は実際上、無視されることを意味する。その結果としての、すなわち複合音声フィルタは、図８の、破線の要素で示される一番下のインパルス応答であり、この例では、下式、
0006510487.tif 000003
により表現される。
【００４０】
所定のサンプルレート４４．１ｋＨｚの場合、調整されたサンプリング５レートは、この例では２２．０５ｋＨｚである。他の音声フィルタがその隣接するサンプル点間に９つの介在サンプル点を有する場合、調整されたサンプリングレートは所定のサンプルレートの１０分の１となる。これは、所定のサンプルレート４４．１ｋＨｚの場合、調整されたサンプリングレート４．４１ｋＨｚに等しい。サンプリングレートの調整は、中間サンプル点の各々の重みの計算において指定された隣接するサンプル点のシフトを「補正」すると理解される。時間領域における指定された隣接するサンプル点のシフトは概して、音声フィルタの畳み込みにおけるサンプルレートの調整に比例する。それゆえ、隣接するサンプル点と中間サンプル点との間の中間にある指定された隣接信号のシフトは、サンプリングレートを実質的に２分の１の係数で調整することを意味する。
【００４１】
拡張された仮想インパルス応答を使ったインパルス応答の数値を重み付けにおいて、関係するインパルス応答は、実際上、その時間領域が決定されるべき中間サンプル点と整合するようにシフトされた仮想インパルス応答として再現される。いくつかの実施形態において、仮想の、シフトされたインパルス応答は、その時間領域において実質的に２の係数で拡張される。この例において、関係する重みは、隣接するサンプル点において拡張されたインパルス応答の数値を合計することによって計算される。この手法が図９に概略的に示されている。いくつかの実施形態において、重みは、隣接するサンプル点の所定の数、例えば１，０２４個のサンプル点にわたって適用されてもよい。
【００４２】
これらおよびその他の実施形態において、サンプルレート増加は、（ｉ）仮想音声信号および／または（ｉｉ）隣接音声信号が関わる以下の２つの手法を使って実行されてもよい。
【００４３】
仮想音声信号を使った複合フィルタの数値の重み付けにおいて、関係するインパルス応答は、実際上、その時間領域が決定されるべき中間サンプル点と整合するようにシフトされて再現される。重みは隣接するサンプル点における仮想音声信号の数値を合計することによって計算され、重みはこれらの数値の総和に反比例する係数である。関係する重みまたは係数は、中間サンプル点のそれぞれにおけるフィルタのインパルス応答に適用される。この手法が図１０に概略的に示されている。前述のように、いくつかの実施形態において、重みは隣接するサンプル点の所定の数にわたって計算されてもよい。
【００４４】
隣接音声信号を使った複合フィルタの数値の重み付けにおいて、隣接インパルス応答は、決定されるべき中間サンプル点の何れかの側で指定される。この例において、関係する重みは、指定された隣接インパルス応答の各々が、関係する中間サンプル点において寄与する数値を合計することによって計算される。この手法は図１１に概略的に示されている。重みは、隣接するサンプル点の所定の数、例えば１０２４個のサンプル点にわたり適用されてもよい。
【００４５】
インパルス応答にはまた、平均化曲線が適用されてもよく、例えばｅ−（ｑｘ）２が平均化曲線を表し、ｑは平均化曲線のアスペクト比を表す。平均化曲線は、それが適用されるインパルス応答の波長に比例する幅に調整される。
【００４６】
これらおよびその他の実施形態において、インパルス応答は、その時間領域において、ゼロ（０）から正の無限大までの数値の正弦関数により表現される波形から構成されてもよい。この波形は、ゼロ（０）から負の無限大までの数値を含まない。インパルス応答により表現される音声フィルタについて、前述の実施形態の内容において説明された手法の１つまたは複数を使ったサンプルレート増加が行われてもよい。インパルス応答には、前の段落で説明したように平均化曲線が適用されてもよい。
【００４７】
本開示のいくつかの実施形態を５説明したところで、当業者には、音声信号をデジタルフィルタ処理するこの方法が、先行技術に比べて少なくても以下の利点を有することが明らかであろう。
１．音声信号は、その周波数応答において比較的「スムーズな」フィルタを提供する調整された音声フィルタを使ってフィルタ処理される。
２．調整された音声フィルタを組み合わせて、例えばＥＱにおけるフィルタ処理を改良する複合フィルタを提供できる。
３．複合音声フィルタは、アナログフィルタおよび先行技術のデジタルフィルタに固有の、望ましくない共鳴を実質的に低減させる。
４．それが提供する周波数応答は、よりスムーズであり、この点において、よりアナログフィルタに似ている。
【００４８】
当業者であれば、本明細書に記載されている開示は、具体的に説明されたもの以外の変更形態および改良形態が可能であることを理解するであろう。
【００４９】
音声信号の処理は、音響に限定される必要はなく、超音波およびソナーを含む他の音声用途に拡張される。本開示はまた、音声信号以外に、例えば一般に変位を電気信号に変換するひずみゲージまたはその他のトランスデューサ等の測定機器から取得されるような物理的変位から得られる信号を含むその他の信号にも拡張される。本開示はまた、デジタル通信に関連する信号のデジタルフィルタ処理も含む。
【００５０】
本開示は、他の実施形態において、画像形成にも適用される。例えば、画像の画素マトリクス中の画素の各々が、増加されたサンプルレートで処理される。中間サンプル点を含めるようにサンプルレートを増加させる中で、これらの中間点は、隣接するサンプル点の影響に応じて重み付けされる。
【００５１】
このような変更形態および改良形態はすべて、本開示の範囲に含まれると考えられ、その性質は上記の説明から判断される。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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