(57)【要約】【課題】デジタル音声信号の隣接する前後のサンプル間の差分値に応じた可変量を極大値側のサンプルに加算し、極小値側のサンプルから減算することによりデジタル音声信号を補正する場合に、従来からの品質を保ちつつ、音量レベルの変化を防ぐ。【解決手段】波形分離手段２３では、極大値及び極小値の間のサンプル波形を直線の波形と差分波形に分離し、差分値算出手段２４では直線の波形における前後のサンプル間の差分値Δを算出し、可変量算出手段２６では極大値及び極小値の間のサンプル数に応じた係数αを差分値Δを乗算した可変量Δｄを求めて、可変量Δｄを直線の波形の極大値側サンプルに加算し、極小値側サンプルから減算して直線の波形を補正する。波形合成手段２７は直線の波形を補正した波形と差分波形を合成する。【選択図】図１
2008298942.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オリジナルのデジタル音声情報の隣接する前後のサンプルを比較することにより極大値と極小値を極値として求める極値算出手段と、
隣接する前記極値の間のサンプル数を検出するサンプル数検出手段と、
前記隣接する極値の間のサンプルの波形を、前記隣接する極値を結ぶ直線の波形と、前記隣接する極値の間のサンプルの波形から前記直線の波形を差し引いた差分波形に分離する波形分離手段と、
前記波形分離手段により分離された前記直線の波形の各サンプルと１サンプル前の値との差分をそれぞれ求める差分値算出手段と、
前記求めたサンプル数に応じた各係数と前記各差分値をそれぞれ乗算して、前記直線の波形のサンプルを補正するための可変量を求める可変量算出手段と、
前記可変量を前記直線の波形の前記極大値側のサンプルに加算するとともに、前記直線の波形の前記極小値側のサンプルから減算する加減算手段と、
前記加減算手段により前記可変量が加減算された前記直線の波形と、前記波形分離手段により分離された前記差分波形を合成する波形合成手段とを、
有するデジタル音声処理装置。
【請求項２】
オリジナルのデジタル音声情報の隣接する前後のサンプルを比較することにより極大値と極小値を極値として求める極値算出ステップと、
隣接する前記極値の間のサンプル数を検出するサンプル数検出ステップと、
前記隣接する極値の間のサンプルの波形を、前記隣接する極値を結ぶ直線の波形と、前記隣接する極値の間のサンプルの波形から前記直線の波形を差し引いた差分波形に分離する波形分離ステップと、
前記波形分離ステップにより分離された前記直線の波形の各サンプルと１サンプル前の値との差分をそれぞれ求める差分値算出ステップと、
前記求めたサンプル数に応じた各係数と前記各差分値をそれぞれ乗算して、前記直線の波形のサンプルを補正するための可変量を求める可変量算出ステップと、
前記可変量を前記直線の波形の前記極大値側のサンプルに加算するとともに、前記直線の波形の前記極小値側のサンプルから減算する加減算ステップと、
前記加減算ステップにより前記可変量が加減算された前記直線の波形と、前記波形分離手段により分離された前記差分波形を合成する波形合成ステップとを、
コンピュータに実行させるデジタル音声処理装置プログラム。
【請求項３】
オリジナルのデジタル音声情報の隣接する前後のサンプルを比較することにより極大値と極小値を求めるとともに、隣接する前後のサンプルが同じ値のサンプルを極値として求める極値算出手段と、
隣接する前記極大値及び極小値の間のサンプル数と、隣接する前記極大値、又は隣接する前記極小値と前記極値として求めたサンプルの間のサンプル数と、前記極値として求めたサンプルが継続する区間に存在するサンプル数を検出するサンプル数検出手段と、
前記サンプル数検出手段によりサンプル数が検出された区間の波形を、前記区間の開始点の値と終了点の値を結ぶ直線の波形と、前記区間の波形から前記直線の波形を差し引いた差分波形に分離する波形分離手段と、
前記波形分離手段により分離された直線の波形の各サンプルと１サンプル前の値との差分をそれぞれ求める差分値算出手段と、
前記求めたサンプル数に応じた各係数と前記各差分値をそれぞれ乗算して、前記直線の波形のサンプルを補正するための可変量を求める可変量算出手段と、
前記可変量を前記直線の波形の前記極大値側のサンプルに加算するとともに、前記直線の波形の前記極小値側のサンプルから減算する加減算手段と、
前記加減算手段により前記可変量が加減算された前記直線の波形と、前記波形分離手段により分離された前記差分波形を合成する波形合成手段とを、
有するデジタル音声処理装置。
【請求項４】
オリジナルのデジタル音声情報の隣接する前後のサンプルを比較することにより極大値と極小値を求めるとともに、隣接する前後のサンプルが同じ値のサンプルを極値として求める極値算出ステップと、
隣接する前記極大値及び極小値の間のサンプル数と、隣接する前記極大値、又は隣接する前記極小値と前記極値として求めたサンプルの間のサンプル数と、前記極値として求めたサンプルが継続する区間に存在するサンプル数を検出するサンプル数検出ステップと、
前記サンプル数検出ステップによりサンプル数が検出された区間の波形を、前記区間の開始点の値と終了点の値を結ぶ直線の波形と、前記区間の波形から前記直線の波形を差し引いた差分波形に分離する波形分離ステップと、
前記波形分離ステップにより分離された直線の波形の各サンプルと１サンプル前の値との差分をそれぞれ求める差分値算出ステップと、
前記求めたサンプル数に応じた各係数と前記各差分値をそれぞれ乗算して、前記直線の波形のサンプルを補正するための可変量を求める可変量算出ステップと、
前記可変量を前記直線の波形の前記極大値側のサンプルに加算するとともに、前記直線の波形の前記極小値側のサンプルから減算する加減算ステップと、
前記加減算ステップにより前記可変量が加減算された前記直線の波形と、前記波形分離手段により分離された前記差分波形を合成する波形合成ステップとを、
コンピュータに実行させるデジタル音声処理装置プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル音声信号の隣接する前後のサンプル間の差分値に応じた可変量を極大値側のサンプルに加算し、極小値側のサンプルから減算することによりデジタル音声信号を補正するデジタル音声処理装置及びデジタル音声処理プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばＣＤ規格では、アナログ音声信号はサンプリング周波数ｆｓ＝４４．１ｋＨｚ、量子化ビット数＝１６ビットでデジタル音声信号に変換されており、サンプリング定理により、２２．０５ｋＨｚの帯域まででカットされている。また、ＤＶＤビデオ規格やＤＶＤオーディオ規格では、ＣＤ信号よりもさらなる豊かな臨場感を得るために、４４．１ｋＨｚより高いｆｓ＝４８ｋＨｚ、９６ｋＨｚ、１９２ｋＨｚ、量子化ビット数＝２４ビットなどが使用されている。しかしながら、臨場感を得る目的で、既存のＣＤ信号をそのまま１６→２４ビット変換し、ハイサンプリングして４８ｋＨｚなどに変換したとしても、２２．０５ｋＨｚ以上の帯域が発生することは無い。そのため、ＣＤ信号の波形を整形して得られる高周波帯域を元の信号に付加することにより、聴感上豊かな臨場感を再現する方法が提案されている。
【０００３】
例えば第１の従来技術として、下記の特許文献１では、前後のサンプリングデータを比較してサンプリングデータの極大値及び極小値を検出し、また、極大値から極小値まで、極小値から極大値までのサンプル数を検出し、さらに極大値及び極小値を除くサンプル毎に前のサンプルとの差分を算出してこれに上記のサンプル数に応じた各係数を乗算し、この乗算結果を、極大値を除く極大値に近いサンプルに対しては加算処理を行い、極小値を除く極小値に近いサンプルに対しては減算処理を行っている。また、第２の従来技術として、下記の特許文献２では、極大値及び極小値についても適用することとし、極大値及び、極小値と各々１サンプル前の値との差分に対して所定の係数を乗算し、その乗算結果を極大値に対しては加算処理を行い、極小値に対しては減算処理を行っている。これらの方法によりオリジナルのアナログ信号のようにシャープで、リアリティ、明瞭度のある再生音を得ることが可能となっている。
【０００４】
図７は従来のデジタル音声処理装置に関するブロック図を示している。ここでは、一例として入力されるオーディオ信号をｆｓ＝９６ｋＨｚ、量子化ビット数＝２４ビットとしている。極値算出手段１１では、入力されたオーディオ信号をサンプルごとに１つ前のサンプルとの比較を行い、大きいか、小さいか、等しいかを検出することにより、波形の極大値と極小値を検出する。サンプル数検出手段１２では、得られた極大値と極小値に挟まれた区間に存在するサンプル数（間隔すなわち１／オーディオ周波数）の検出を行う。差分値算出手段１３では、極大値、極小値を含む各サンプルと１サンプル前の値との差分値Δを求める。可変量算出手段１４では、含まれるサンプル数に応じた各係数αを、求めた差分値Δに対して乗算して可変量＝α×Δを算出する。加減算手段１５では、極大値側のサンプルに対しては可変量＝α×Δを加算する処理を行い、極小値側のサンプルに対しては可変量＝α×Δを減算する処理を行う。
【特許文献１】特許第３４０１１７１号（請求項１）
【特許文献２】特許第３６５９４８９号（請求項１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
第１及び第２の従来技術により、小型、簡単かつ安価な回路構成で、狭周波数帯域の音声情報を広周波数帯域の音声情報に変換することが可能であり、その目的は達せられるが、サンプル毎に前のサンプルとの差分を算出して、これにサンプル数に応じた各係数を乗算し、この乗算結果を極大値側のサンプルに対して加算処理を行い、極小値側のサンプルに対して減算処理を行う構成のため、加算処理に用いる差分量と減算処理に用いる差分量が異なっている場合に、オリジナルデータが持つ信号パワーを変化させてしまう場合がある。すなわち、加算値の二乗和で求められるパワー総量と、減算値の二乗和で求められるパワー総量が一致しない場合に、音量レベルが変化したと知覚されることが課題となっていた。
【０００６】
図８は従来技術による波形修正を説明するための図であり、一例を示したものである。この図では、極小値Ｘ０と極大値Ｘ３の間隔がサンプリング周期（Ｔｓ[sec])で３サンプル分（３Ｔｓ）存在し、極大値Ｘ３に近いサンプルＸ２には可変量Δｄ１が加算され、極小値Ｘ０に近いサンプルＸ１には可変量Δｄ２が減算されている。この例では、サンプルＸ０とサンプルＸ１の差分値がサンプルＸ２とサンプルＸ３の差分値よりも大きいため、サンプル数に応じた各係数αを一定とすると、求められる可変量はΔｄ２＞Δｄ１となり、修正後の信号は、元の信号よりも(Δｄ２−Δｄ１）の２乗分のパワーが減少する。
【０００７】
そこで本発明では、デジタル音声信号の隣接する前後のサンプル間の差分値に応じた可変量を極大値側のサンプルに加算し、極小値側のサンプルから減算することによりデジタル音声信号を補正する場合に、従来からの品質を保ちつつ、音量レベルの変化を防ぐことができるデジタル音声処理装置及びデジタル音声処理プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のデジタル音声処理装置は上記目的を達成するために、
オリジナルのデジタル音声情報の隣接する前後のサンプルを比較することにより極大値と極小値を極値として求める極値算出手段と、
隣接する前記極値の間のサンプル数を検出するサンプル数検出手段と、
前記隣接する極値の間のサンプルの波形を、前記隣接する極値を結ぶ直線の波形と、前記隣接する極値の間のサンプルの波形から前記直線の波形を差し引いた差分波形に分離する波形分離手段と、
前記波形分離手段により分離された前記直線の波形の各サンプルと１サンプル前の値との差分をそれぞれ求める差分値算出手段と、
前記求めたサンプル数に応じた各係数と前記各差分値をそれぞれ乗算して、前記直線の波形のサンプルを補正するための可変量を求める可変量算出手段と、
前記可変量を前記直線の波形の前記極大値側のサンプルに加算するとともに、前記直線の波形の前記極小値側のサンプルから減算する加減算手段と、
前記加減算手段により前記可変量が加減算された前記直線の波形と、前記波形分離手段により分離された前記差分波形を合成する波形合成手段とを、
有する。
【０００９】
本発明のデジタル音声処理プログラムは上記目的を達成するために、
オリジナルのデジタル音声情報の隣接する前後のサンプルを比較することにより極大値と極小値を極値として求める極値算出ステップと、
隣接する前記極値の間のサンプル数を検出するサンプル数検出ステップと、
前記隣接する極値の間のサンプルの波形を、前記隣接する極値を結ぶ直線の波形と、前記隣接する極値の間のサンプルの波形から前記直線の波形を差し引いた差分波形に分離する波形分離ステップと、
前記波形分離ステップにより分離された前記直線の波形の各サンプルと１サンプル前の値との差分をそれぞれ求める差分値算出ステップと、
前記求めたサンプル数に応じた各係数と前記各差分値をそれぞれ乗算して、前記直線の波形のサンプルを補正するための可変量を求める可変量算出ステップと、
前記可変量を前記直線の波形の前記極大値側のサンプルに加算するとともに、前記直線の波形の前記極小値側のサンプルから減算する加減算ステップと、
前記加減算ステップにより前記可変量が加減算された前記直線の波形と、前記波形分離手段により分離された前記差分波形を合成する波形合成ステップとを、
コンピュータに実行させる。
【００１０】
また、本発明のデジタル音声処理装置は上記目的を達成するために、
オリジナルのデジタル音声情報の隣接する前後のサンプルを比較することにより極大値と極小値を求めるとともに、隣接する前後のサンプルが同じ値のサンプルを極値として求める極値算出手段と、
隣接する前記極大値及び極小値の間のサンプル数と、隣接する前記極大値、又は隣接する前記極小値と前記極値として求めたサンプルの間のサンプル数と、前記極値として求めたサンプルが継続する区間に存在するサンプル数を検出するサンプル数検出手段と、
前記サンプル数検出手段によりサンプル数が検出された区間の波形を、前記区間の開始点の値と終了点の値を結ぶ直線の波形と、前記区間の波形から前記直線の波形を差し引いた差分波形に分離する波形分離手段と、
前記波形分離手段により分離された直線の波形の各サンプルと１サンプル前の値との差分をそれぞれ求める差分値算出手段と、
前記求めたサンプル数に応じた各係数と前記各差分値をそれぞれ乗算して、前記直線の波形のサンプルを補正するための可変量を求める可変量算出手段と、
前記可変量を前記直線の波形の前記極大値側のサンプルに加算するとともに、前記直線の波形の前記極小値側のサンプルから減算する加減算手段と、
前記加減算手段により前記可変量が加減算された前記直線の波形と、前記波形分離手段により分離された前記差分波形を合成する波形合成手段とを、
有する。
【００１１】
本発明のデジタル音声処理プログラムは上記目的を達成するために、
オリジナルのデジタル音声情報の隣接する前後のサンプルを比較することにより極大値と極小値を求めるとともに、隣接する前後のサンプルが同じ値のサンプルを極値として求める極値算出ステップと、
隣接する前記極大値及び極小値の間のサンプル数と、隣接する前記極大値、又は隣接する前記極小値と前記極値として求めたサンプルの間のサンプル数と、前記極値として求めたサンプルが継続する区間に存在するサンプル数を検出するサンプル数検出ステップと、
前記サンプル数検出ステップによりサンプル数が検出された区間の波形を、前記区間の開始点の値と終了点の値を結ぶ直線の波形と、前記区間の波形から前記直線の波形を差し引いた差分波形に分離する波形分離ステップと、
前記波形分離ステップにより分離された直線の波形の各サンプルと１サンプル前の値との差分をそれぞれ求める差分値算出ステップと、
前記求めたサンプル数に応じた各係数と前記各差分値をそれぞれ乗算して、前記直線の波形のサンプルを補正するための可変量を求める可変量算出ステップと、
前記可変量を前記直線の波形の前記極大値側のサンプルに加算するとともに、前記直線の波形の前記極小値側のサンプルから減算する加減算ステップと、
前記加減算ステップにより前記可変量が加減算された前記直線の波形と、前記波形分離手段により分離された前記差分波形を合成する波形合成ステップとを、
コンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のデジタル音声処理装置及びデジタル音声処理プログラムによれば、隣接する極大値及び極小値の間のサンプルの波形を、隣接する極大値及び極小値を結ぶ直線の波形と、隣接する極大値及び極小値の間のサンプルの波形から直線の波形を差し引いた差分波形に分離し、直線の波形のサンプルに対してのみ加算または減算を行うので、加算処理に用いる可変量と減算処理に用いる可変量を同一にすることができるため、その結果、極大値と極小値に挟まれた区間の信号パワーが、オリジナルデータの持つ信号パワーに保たれることになり、従来からの品質を保ちつつ、音量レベルの変化を防ぐことができる。
また、極大値と極小値のほかに、直前又は直後のサンプル値と同じ値のサンプルを極値として求め、極大値、極小値及び前記極値により、サンプル数を求める区間を求め、この区間の開始点の値と終了点の値を結ぶ直線の波形と、この区間の波形から前記直線の波形を差し引いた差分波形に分離し、直線の波形のサンプルに対してのみ加算または減算を行うので、加算処理に用いる可変量と減算処理に用いる可変量を同一にすることができるため、その結果、極大値と極小値に挟まれた区間の信号パワーが、オリジナルデータの持つ信号パワーに保たれることになり、従来からの品質を保ちつつ、音量レベルの変化を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
＜第１の実施の形態＞
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明に係るデジタル音声処理装置及びデジタル音声処理プログラムの第１の実施の形態を説明するためのブロック図を示している。ここでは、一例として入力されるオーディオ信号をｆｓ＝９６ｋＨｚ、量子化ビット数＝２４ビットとしている。極値算出手段２１では、入力されたオーディオ信号をサンプルごとに１つ前のサンプルとの比較を行い、大きいか、小さいか、等しいかを検出することにより、波形の極大値と極小値を極値として検出する。サンプル数検出手段２２では、得られた、隣接する極大値と極小値に挟まれた区間に存在するサンプル数（間隔すなわち１／オーディオ周波数）の検出を行う。
【００１４】
波形分離手段２３では図２に示すように、得られた極大値Ｘ３と極小値Ｘ０に挟まれた区間に存在するサンプル（オリジナル波形Ｓ０）を単純増減波形Ｓ１と微細変動波形Ｓ２に分離して、単純増減波形Ｓ１を差分値算出手段２４と加減算手段２６に出力し、微細変動波形Ｓ２を波形合成手段２７に出力することにより、単純増減波形Ｓ１に対してのみ波形修正を行う。ここで、単純増減波形Ｓ１とは、１次式（ｙ＝ａｘ＋ｂ）で与えられる直線の波形であり、微細変動波形Ｓ２とは、オリジナル波形Ｓ０から単純増減波形Ｓ１を引いた差分波形である。
【００１５】
差分値算出手段２４では、単純増減波形Ｓ１の各サンプルと１サンプル前の値との差分値Δを求める。可変量算出手段２５では、含まれるサンプル数に応じた各係数αを、求めた差分値Δに対して乗算して可変量Δｄ＝α×Δを算出する。加減算手段２６では、単純増減波形Ｓ１の各サンプルに対して極大値側のサンプルには可変量Δｄを加算し、極小値側のサンプルには可変量Δｄを減算する処理を行う。波形合成手段２７では、修正された単純増減波形Ｓ１’と変更を加えていない微細変動波形Ｓ２を合成することにより、最終出力波形を得る。
【００１６】
図２は波形分離手段２３を詳しく説明するための図であり、一例を示したものである。図中のオリジナル波形Ｓ０は図８と同一であり、極小値Ｘ０と極大値Ｘ３の間隔がサンプリング周期Ｔｓ[sec]で３サンプル分（３Ｔｓ）存在し、サンプルＸ０（極小値）とその
直後のサンプルＸ１の差分値がサンプルＸ２とその直後のサンプルＸ３（極大値）の差分値よりも大きいため、サンプル数に応じた各係数αを一定とすると、従来処理による修正後の波形は元の波形よりもパワーが減少する例である。波形分離手段２３はこのオリジナル波形Ｓ０を単純増減波形Ｓ１と微細変動波形Ｓ２に分離する。単純増減波形Ｓ１は極小値Ｘ０と極大値Ｘ３の２点を通る直線式を算出した後、各サンプリング周期における各サンプル値を求めることによって得られる。極小値Ｘ０と極大値Ｘ３の時間間隔はサンプル数＝３であるので、直線式は出力Ｘ'i、インデックスｉとすると以下の式１のように求められる。
【００１７】
Ｘ’ｉ＝（Ｘ３−Ｘ０）×（ｉ／３）＋Ｘ０
但し、ｉ＝０，１，２，３                （式１）
【００１８】
図２中ではＸ'0〜Ｘ'3がそれに相当する。また、極小値Ｘ０についてはＸ'0＝Ｘ0であ
り、極大値Ｘ３についてもＸ'3＝Ｘ3であって、単純増減波形Ｓ１における極小値、極大
値はそれぞれ、分離する前のオリジナル波形Ｓ０における極小値、極大値と同一である。また、求められた単純増減波形Ｓ１の各サンプルと１サンプル前の値との差分値Δは一定値を取ることになる。
【００１９】
一方、微細変動波形Ｓ２は、オリジナル波形Ｓ０から単純増減波形Ｓ１を減算することにより求められる。オリジナル波形をＸi、単純増減波形をＸ'i、微細変動波形をΔＸiとすると、以下の式が成り立つ。
ΔＸi＝Ｘi−Ｘ'i    
但し、ｉ＝０，１，２，３    （式２）
図２中ではΔＸ0〜ΔＸ3がそれに相当し、極小値Ｘ０のΔＸ0及び極大値Ｘ３のΔＸ3は共にゼロである。
【００２０】
図３は、差分値算出手段２４、可変量算出手段２５、加減算手段２６により、単純増減波形Ｓ１に対する波形の修正過程を示したものである。差分値算出手段２４では、単純増減波形Ｓ１の各サンプルと１つ前のサンプル値との差分値Δが求められる。可変量算出手段２５では、含まれるサンプル数に応じた各係数αを、求めた差分値Δに対して乗算して可変量Δｄを算出するが、どのサンプルに対しても差分値Δは一定であるため、可変量Δｄ＝α×Δも一定となる。加減算手段２６では、極大値Ｘ'3に近いサンプルＸ'2に対しては可変量Δｄを加算し、極小値Ｘ'0に近いサンプルＸ'1に対しては可変量Δｄを減算することで波形修正を行う。これから分かるように、加算に用いられる可変量Δｄと減算に用いられる可変量Δｄが同一であるため、オリジナル波形Ｓ０のパワー総量を変化せずに、波形Ｓ０を修正することができる。
【００２１】
図４は本発明における波形合成手段２７を説明するための図であり、一例を示したものである。波形合成手段２７では、加減算手段２６により修正された単純増減波形Ｓ１’と、波形分離手段２３により分離した後、変更を加えていない微細変動波形Ｓ２を加算し、最終出力波形Ｓ３を生成する。最終出力波形Ｓ３は、オリジナル波形Ｓ０のパワー総量を保った状態であり、かつオリジナル波形Ｓ０の特徴を示す微細変動波形Ｓ２も残した波形に修正される。
【００２２】
＜第２の実施の形態＞
次に本発明の第２の実施の形態について、図面とともに説明する。第２の実施の形態のデジタル音声処理装置及びデジタル音声処理プログラムについてのブロック図は図１と同一であるが、一部の手段の機能が変更されている。ここでは、前述と同様に入力されるオーディオ信号をｆｓ＝９６ｋＨｚ、量子化ビット数＝２４ビットとしている。極値算出手段２１では、入力されたオーディオ信号をサンプルごとに１つ前のサンプルとの比較により、大きいか、小さいか、等しいかを判断し、波形の極大値及び極小値を検出するのに加えて、直前又は直後のサンプル値とを結ぶ接線の傾きがゼロ（すなわち直前又は直後のサンプル値と同じ値）であるサンプルも極値として検出する。
【００２３】
サンプル数検出手段２２では、
・極大値と極小値に挟まれた区間に存在するサンプル数（間隔）に加えて、
・極小値と接線の傾きがゼロであるサンプルに挟まれた区間に存在するサンプル数（間隔）と、
・極大値と前記接線の傾きがゼロであるサンプルに挟まれた区間に存在するサンプル数（間隔）と、
・２つの接線の傾きがゼロであるサンプルに挟まれた区間に存在するサンプル数（間隔）と、
・接線の傾きがゼロであるサンプルが継続する区間に存在するサンプル数（間隔）
を検出する。
【００２４】
波形分離手段２３では、サンプル数検出手段２２において使用した区間に存在するサンプル（オリジナル波形Ｓ０）を単純増減波形Ｓ１と微細変動波形Ｓ２に分離する。差分値算出手段２４では、単純増減波形Ｓ１の各サンプルと１サンプル前の値との差分値Δを求める。可変量算出手段２５では、含まれるサンプル数に応じた各係数αを、求めた差分値Δに対して乗算して可変量を算出する。加減算手段２６では、単純増減波形Ｓ１の各サンプルに対して可変量Δｄを加算する処理または、可変量Δｄを減算する処理を行う。波形合成手段２７では、修正された単純増減波形Ｓ１’と微細変動波形Ｓ２を合成することにより、最終出力波形Ｓ３を得る。ここで、波形分離手段２３、差分値算出手段２４、可変量算出手段２５、加減算手段２６及び波形合成手段２７は、極大値と極小値に挟まれた区間に加えて適用されるだけであり、第１の実施の形態をそのまま使用することができる。
【００２５】
図５は本発明における第２の実施の形態の極値検出手段２１において、前記接線の傾きがゼロである図中のサンプルＸ２も極値として検出することの必要性を説明するための図である。図５中、アナログ信号波形ｘ（ｔ）とその極大値をＰとし、アナログ信号波形ｘ（ｔ）をサンプリング周期Ｔｓ[sec]ごとにサンプリングしたサンプル値をＸｉ（Ｘ１〜Ｘ４）としている。この図からわかるように、サンプリング周期Ｔｓとアナログ信号波形ｘ（ｔ）の極大値Ｐが一致していない場合には、極大値Ｐはサンプル値Ｘ２とサンプル値Ｘ３では捉えることができない。すなわち、サンプル値Ｘ２、Ｘ３の間に存在するアナログ信号波形ｘ（ｔ）の凹凸は捉えられないので、接線の傾きがゼロ（各サンプル値と１つ前のサンプル値の差分値がゼロ）である箇所は、アナログ信号波形ｘ（ｔ）が凹凸を持っている可能性と平坦である可能性を持った特異点であると言うことができる。よって、このような特異点は、接線の傾きが増加している状態や、減少している状態に含めるべきではなく、接線の傾きがゼロの状態として新たに定義する必要がある。そのため、本発明の第２の実施の形態の極値検出手段２１においては、接線の傾きがゼロであるサンプルも極値として検出している。
【００２６】
図６は、本発明における第２の実施の形態の極値検出手段２１とサンプル数検出手段２２をさらに詳細に説明するための図である。図６中、図５同様にアナログ信号波形をｘ（ｔ）とし、アナログ信号波形ｘ（ｔ）をサンプリング周期Ｔｓ[sec]ごとにサンプリングしたサンプル値をＸｉ（Ｘ１〜Ｘ１０）としている。従来技術による極値検出手段１１及びサンプル数検出手段１２では、極小値であるＸ１と極大値であるＸ１０のみを極値として検出し、極値間サンプル数（間隔）を９サンプル間隔と検出していたが、本発明における第２の実施の形態の極値検出手段２１では、極小値Ｘ１、極大値Ｘ１０に加えて、前記接線の傾きがゼロとなるサンプルを極値として検出する。
【００２７】
その結果、図６の例では、極値として極小値Ｘ１と、前記接線の傾きがゼロとなるサンプルＸ３、Ｘ４、Ｘ７と、極大値Ｘ１０が検出され、
・極小値Ｘ１と前記接線の傾きがゼロであるサンプルＸ３に挟まれた区間（Ｘ１〜Ｘ３）と、
・接線の傾きがゼロであるサンプルＸ４が継続する区間（Ｘ４）と、
・２つの前記接線の傾きがゼロであるサンプルＸ４、Ｘ７に挟まれた区間（Ｘ５〜Ｘ７）と、
・極大値Ｘ１０と前記接線の傾きがゼロであるサンプルＸ７に挟まれた区間（Ｘ８〜Ｘ１０）
に分割することができる。Ｘ７〜Ｘ８の区間は、図５で述べたようにアナログ信号波形ｘ（ｔ）が凹凸を持っている可能性と平坦である可能性を持っている。同様に、Ｘ３〜Ｘ４の区間、Ｘ４〜Ｘ５の区間においても、アナログ信号波形ｘ（ｔ）が凹凸を持っている可能性と平坦である可能性を持っている。
【００２８】
本発明における第２の実施の形態のサンプル数検出手段２２では、分割した各区間におけるサンプル数（間隔）を検出する。これにより、
・Ｘ１〜Ｘ３区間は２サンプル間隔、
・Ｘ４区間は１サンプル間隔、
・Ｘ５〜Ｘ７区間は２サンプル間隔、
・Ｘ８〜Ｘ１０区間は２サンプル間隔
であると検出される。
【００２９】
Ｘ４区間については１サンプル間隔しか存在していないため、その区間に対する以降の波形分離手段２３、差分値算出手段２４、可変量算出手段２５、加減算手段２６、波形合成手段２７を適用することはできないが、接線の傾きがゼロであるサンプルが継続する区間に複数サンプル間隔存在した場合においても、本発明における第２の実施の形態の波形分離手段２３により、一定値を持った単純増減波形Ｓ１とゼロの値を持った微細変動波形Ｓ２に分解される。すなわち、何も処理しないことに等しいため、接線の傾きがゼロであるサンプルが継続する区間を検出した場合には、その区間に対する以降の波形分離手段２３、差分値算出手段２４、可変量算出手段２５、加減算手段２６、波形合成手段２７をスルーして最終出力波形Ｓ３としても良い。
【００３０】
上記で示した本発明では、入力されるオーディオ信号をｆｓ＝９６ｋＨｚ、量子化ビット数＝２４ビットとしているが、ＣＤ規格に準拠したｆｓ＝４４．１ｋＨｚ、量子化ビット数＝１６ビットでも良い。さらにそのオーディオ信号は、リニアＰＣＭ信号に限らず、ＭＰ３、ＡＡＣ符号化方式等により符号化／復号化処理された結果の信号であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係るデジタル音声処理装置及びデジタル音声処理プログラムの第１の実施の形態を説明するためのブロック図である。
【図２】図１の波形分離手段の処理の一例を示す説明図である。
【図３】図１において単純増減波形に対する波形修正処理を示す説明図である。
【図４】図１の波形合成手段の処理の一例を示す説明図である。
【図５】サンプリングによるピーク点のずれを示す説明図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態における極値検出手段とサンプル数検出手段処理の一例を示す説明図である。
【図７】従来のデジタル音声処理装置を示すブロック図である。
【図８】従来の波形修正処理を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３２】
２１  極値算出手段
２２  サンプル数検出手段
２３  波形分離手段
２４  差分値算出手段
２５  可変量算出手段
２６  加減算手段
２７  波形合成手段
【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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