(57)【要約】【課題】帯域拡張は低域と高域の成分を再増幅して可聴レベルまで持ち上げることで実現するため、成分の増幅はダイレクトに振幅の増幅に反映されてしまい、ディジタル信号処理の領域での最大、最小値の制限を越える可能性がある。【解決手段】周波数帯域が制限された入力信号の制限帯域の信号レベルを補正する１又は複数の補正手段と、補正手段の出力信号の信号レベルが所定のレベルに達するか否かを監視する監視手段と、監視手段からのレベル情報にしたがって、補正手段のレベル補正のための係数を制御する係数制御手段とを有する。さらに、周波数帯域が制限された入力信号の制限帯域以外の信号に補正手段の処理遅延と同等の遅延を付加する遅延手段を更に有する。【選択図】      図１
2004266383.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周波数帯域が制限された入力信号の制限帯域の信号レベルを補正する１又は複数の補正手段と、
前記補正手段の出力信号の信号レベルが所定のレベルに達するか否かを監視する監視手段と、
前記監視手段からのレベル情報にしたがって、前記補正手段のレベル補正のための係数を制御する係数制御手段とを有することを特徴とする帯域補正装置。
【請求項２】
周波数帯域が制限された入力信号の制限帯域の信号レベルを補正する１又は複数の補正手段と、
前記補正手段への入力信号のレベルを制御するレベル制御手段と、
前記補正手段の出力信号の信号レベルが所定のレベルに達するか否かを監視する監視手段と、
前記監視手段からのレベル情報にしたがって、前記レベル制御手段のレベル制御のための係数を制御する係数制御手段とを有することを特徴とする帯域補正装置。
【請求項３】
前記周波数帯域が制限された入力信号の制限帯域以外の信号に前記補正手段の処理遅延と同等の遅延を付加する第１の遅延手段を更に有することを特徴とする請求項１又は２に記載の帯域補正装置。
【請求項４】
前記補正手段の出力と前記遅延手段の出力とを加算する加算手段を更に有することを特徴とする請求項３に記載の帯域補正装置。
【請求項５】
周波数帯域が制限された入力信号の制限帯域の信号を更に帯域制限して前記レベル制御手段に出力する１又は複数のフィルタ手段を有することを特徴とする請求項３に記載の信号補正装置。
【請求項６】
前記周波数帯域が制限された入力信号の制限帯域以外の信号に前記フィルタ手段の処理遅延と同等の遅延を付加して前記第１の遅延手段に出力する第２の遅延手段を更に有することを特徴とする請求項５に記載の帯域補正装置。
【請求項７】
前記監視手段は、前記加算手段の出力信号の信号レベルが所定のレベルに達するか否かを監視し、１又は複数の前記係数制御手段にレベル情報を出力する請求項５または６に記載の帯域補正装置。
【請求項８】
入力信号を帯域分割する第１のフィルタ手段と、
前記フィルタ手段の帯域分割された出力信号レベルを補正する補正手段と、
前記補正手段の出力信号の信号レベルが所定のレベルに達するか否かを監視する監視手段と、
前記監視手段からのレベル情報にしたがって、前記補正手段のレベル補正のための係数を制御する係数制御手段と、
前記監視手段の出力の標本化周波数を変換する第２のフィルタ手段とを有することを特徴とする帯域補正装置。
【請求項９】
前記第１のフィルタ手段の出力信号を帯域分割する第３のフィルタ手段を更に有することを特徴とする請求項８に記載の帯域補正装置。
【請求項１０】
入力信号の周波数帯域を制限する１又は複数のフィルタ手段と、
前記周波数帯域が制限された信号の制限帯域の信号レベルを補正する１又は複数の補正手段と、
前記補正手段の出力信号をディジタル／アナログ変換する１又は複数の変換手とを有することを特徴とする帯域補正装置。
【請求項１１】
前記周波数帯域が制限された入力信号の制限帯域以外の信号に前記フィルタ手段の処理遅延と同等の遅延を付加する第１の遅延手段と、
前記補正手段の処理遅延と同等の遅延を付加する第２の遅延手段と、
前記遅延手段の出力信号をディジタル／アナログ変換する変換手とを有することを特徴とする請求項１０に記載の帯域補正装置。
【請求項１２】
入力信号を帯域分割する第１のフィルタ手段と、
前記第１のフィルタ手段の帯域分割された低域出力信号レベルを補正する第１の補正手段と、
前記第１の補正手段の出力信号をディジタル／アナログ変換する第１の変換手と、
入力信号を帯域分割する第２のフィルタ手段と、
前記第２のフィルタ手段の帯域分割された高域出力信号レベルを補正する第２の補正手段と、
前記第２の補正手段の出力信号をディジタル／アナログ変換する第２の変換手段と、
前記第２の変換手段の出力信号を周波数シフトする周波数シフト手段とを有することを特徴とする帯域補正装置。
【請求項１３】
前記第１の補正手段の出力信号を帯域分割する第３のフィルタ手段を更に有することを特徴とする請求項１２に記載の帯域補正装置。
【請求項１４】
前記第１の補正手段または前記第３のフィルタ手段の出力信号の位相または遅延を調整する調整手段を更に有することを特徴とする請求項１２又は１３に記載の帯域補正装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、帯域制限された信号の周波数特性を補正する信号補正装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、普及しているＶＯＩＰ技術は、音声信号をＩＰパケット化することにより、データ及び音声を統合し、ネットワークコストや通信コストを下げることで普及してきた。
【０００３】
また、伝統的な公衆電話網（ＰＳＴＮ）は、音声信号をいかに中継するかを主眼に置いており、３．４ＫＨｚ以下の帯域で通信していた。網設計も、チャネル当たりの帯域が３．４ＫＨｚで設計されており、ディジタル伝送網においても、８ＫＨｚサンプリングによる６４Ｋｂ／ｓの通信単位を基本としていた。
【０００４】
一方、近年のブロードバンド化の急速な拡大により、ネットワーク側の伝送設備がブローバンド化対応になっただけでなく、加入者線までも、ＡＤＳＬや光などによってブローバンド回線に拡大されつつあり、エンドツーエンドで広帯域な音声通信が可能になった。その結果、高品質な音声通信が望まれるに至っている。
【０００５】
しかし、ＩＰネットワーク用の電話機（ＩＰ専用電話機）ではない既存の通常の電話機においては、４ＫＨｚ以下に帯域制限する送話特性及び受話特性（例えばアッテネータによる）を有しており、伝送路がＩＰネットワークのように４ＫＨｚ以上の帯域信号を許容していても、伝送路が一般の公衆電話網の場合と同程度の音声品質しか達成することができない。
【０００６】
かかる問題を解決して、既存の電話機などが広帯域信号を共用しているＩＰネットワーク等の伝送路を利用した場合においても、高音声品質のメリットを得られるようにすべく、送話信号及び受話信号の周波数特性を補正して通話帯域を拡張する方法が検討されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開２００２−８２６８５号のように、低域信号を用いて本来存在しないような高域信号を作成する場合、図１４〜１６に示すように、原音声に比べて作成された音声は非常に不自然なものになる。  一方、帯域拡張しない信号は、通常より低い低域側と、高域側には音声信号は微少量しか残っておらず、話者には聞き取ることができないので、音質は悪いものとなる。  簡単には各々の帯域に残る微少な信号を増幅するとよいが、そのような単純な帯域拡張は低域と高域の成分を再増幅して可聴レベルまで持ち上げることで実現するため、成分の増幅はダイレクトに振幅の増幅に反映されてしまい、ディジタル信号処理の領域での最大、最小値の制限を越える可能性がある。
【０００８】
図３は、従来の帯域拡張の手順を示したものである。
図３の（１）は、３００Ｈｚ〜３．４ＫＨｚに帯域制限された入力信号を示す。図３の（２）は帯域拡張を行う補正フィルタの特性を示す図である。３００Ｈｚ〜３．４ＫＨｚについては、フィルタによる増幅倍を１として増幅は行わず、０Ｈｚ〜３００Ｈｚおよび３．４ＫＨｚ〜８ＫＨｚについては、図３の（２）に示す特性で各々の周波数帯域を増幅する。図３の（３）は、図３の（１）の入力信号を図３の（２）の補正フィルタで増幅した結果を示すもので、補正の結果、出力信号は、０Ｈｚ〜８ＫＨｚの周波数でフラットな特性を有する。
【０００９】
しかし、一方で、フィルタの特性全体を表わすインパルス応答は＋３０ｄＢの増幅量を持っており（高域単独最大では＋４０ｄＢ）、μ−ｌｏｗを用いた場合、−２７ｄＢｍ０以上の大きさを持つ信号が入力されると、たちまち信号の瞬時値が最大値に達してクリッピングされてしまう。この点は、図３の（１）に示す入力信号は理想的なものである場合は、あまり問題とはならないが、図４の（１）に示すように３００Ｈｚ〜３．４ＫＨｚの帯域外に電気的なノイズがある場合は、このノイズも＋３０ｄＢ〜＋４０ｄＢの増幅を受けてしまう。例えば、−５０ｄＢｍ０の基板ノイズがあると仮定すると、増幅された基板ノイズは−２０〜−１０ｄＢｍ０に達してしまう。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため、本発明は、周波数帯域が制限された入力信号の制限帯域の信号レベルを補正する１又は複数の補正手段と、補正手段の出力信号の信号レベルが所定のレベルに達するか否かを監視する監視手段と、監視手段からのレベル情報にしたがって、補正手段のレベル補正のための係数を制御する係数制御手段とを有する。そして、周波数帯域が制限された入力信号の制限帯域以外の信号に補正手段の処理遅延と同等の遅延を付加する遅延手段を更に有する。
【００１１】
また、入力信号を帯域分割する第１のフィルタ手段と、フィルタ手段の帯域分割された出力信号レベルを補正する補正手段と、補正手段の出力信号の信号レベルが所定のレベルに達するか否かを監視する監視手段と、監視手段からのレベル情報にしたがって、補正手段のレベル補正のための係数を制御する係数制御手段と、監視手段の出力の標本化周波数を変換する第２のフィルタ手段とを有する。
【００１２】
さらに、入力信号の周波数帯域を制限する１又は複数のフィルタ手段と、周波数帯域が制限された信号の制限帯域の信号レベルを補正する１又は複数の補正手段と、補正手段の出力信号をディジタル／アナログ変換する１又は複数の変換手とを有する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（１）第１の実施形態
ディジタル信号処理の領域での最大、最小値の制限を越えないようにするためには、図１に示すように、補正フィルタの出力を監視し、フィルタの係数を小さくすることで、帯域拡張の程度を制御する方法が考えられる。
以下、本発明による帯域補正装置の第１の実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００１４】
（１−１）第１の実施形態の構成
図１は、第１の実施形態の音声帯域補正装置の構成を示すブロック図である。
音声帯域補正装置１は、補正フィルタ１０、係数制御部１１およびレベル検出部１２から構成される。
補正フィルタ１０は、アナログフィルタまたはディジタルフィルタで構成されており、図示しない電話機から入力された音声信号（ファクシミリ信号等の音声以外の信号を含むものとする）の周波数特性を音声帯域の全体に渡ってフラットにする補正を行うものである。
【００１５】
係数制御部１１は、補正フィルタ１０の出力が制限値を越えた場合に、レベル検出部１２から出力される検出信号にしたがって、補正フィルタ１０の係数を変更する。補正フィルタ１０の出力が制限値以下になった場合には、もとの係数に戻すとも可能であり、また、制限値への近づき具合に応じて徐々に係数を変更することも可能である。具体的には、例えば、補正フィルタの増幅率をあらかじめ定めた量（例えば上述した全体で３０ｄＢの増幅）にしておき、レベル検出部１２から出力される検出信号にしたがって、増幅率を１ｄＢずつ下降されるようにする。あらかじめ定める倍率及び下降の際の倍率刻み幅などは、これに限定するものではない。
【００１６】
レベル検出部１２は、補正フィルタ１０の出力を監視し、係数制御部１１に補正された出力のレベルの変動状況を示す検出信号を出力するものである。具体的には、補正フィルタの出力値が、例えば、ディジタル信号で、１６ｂｉｔディジタル表現限界値（＋３２７６８、−３２７６７）を示すかどうかで判断する。他にもあらかじめ定めた値、例えば＋１６３８４、−１６３８４を超過したかどうかを判断してもよく、所望のレベルに達したかどうかを判定できればどのような方法であってもよい。
【００１７】
（１−２）第１の実施形態の動作
以下、図４および５を用いて第１の実施形態の動作を説明する。
まず、図５の（１）に示す３００Ｈｚ〜３．４ＫＨｚに帯域制限され、帯域外に電気的なノイズを含む信号が補正フィルタ１０に入力される。入力信号は、当初、図４の（２）の特性を有するフィルタにより増幅される。増幅された信号は、補正フィルタ１０からレベル検出部１２に入力される。そしてレベル検出部１２は、増幅された信号のレベルを監視し、信号レベルがが最大値（例えば、１６ｂｉｔの入力信号の場合は、３２７６８）に近づくか、または越えたことを検出した場合は、レベル検出信号を係数制御部１１に出力する。レベル検出部１２からのレベル検出信号を受信した係数制御部１１は、図５の（２）に示すように、補正フィルタ１０の係数値を下げる制御を行う。この制御により、入力信号は、ノイズレベルを押さえて増幅される。
【００１８】
補正フィルタ１０の係数の制御は、入力信号のノイズの混入具合を予測して、予め係数値を変更しておいても良い。具体的には、例えば、補正フィルタの増幅率をあらかじめ定めた特性、即ち、当初は図４の（２）の特性にしておき、レベル検出部１２から出力される検出信号にしたがって、図５の（２）に示すＡ、Ｂ、Ｃの増幅率を１ｄＢずつ下降させる。当初の特性及び下降の際の倍率刻み幅等はこれに限定するものではない。
【００１９】
（１−３）第１の実施形態の効果
以上説明した第１の実施形態によれば、狭い帯域の信号を、ディジタル増幅の過程で過増幅することなく、広帯域信号に補正し、高品位な通話を提供することができる。
【００２０】
（２）第２の実施形態
次に、本発明による帯域補正装置の第２の実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００２１】
（２−１）第２の実施形態の構成
ディジタル信号処理の領域での最大、最小値の制限を越えないようにするためには、図２に示すように、フィルタの係数を制御するのではなく、補正フィルタの入力に振幅制御手段を接続し、信号の振幅を予め制御することも考えられる。
【００２２】
図２は、第２の実施形態の音声帯域補正装置の構成を示すブロック図である。
音声帯域補正装置１は、補正フィルタ１０、レベル検出部１２、振幅制御部１３および振幅変更部１４から構成される。
補正フィルタ１０は、アナログフィルタまたはディジタルフィルタで構成されており、図示しない電話機から入力された音声信号（ファクシミリ信号等の音声以外の信号を含むものとする）の周波数特性を音声帯域の全体に渡ってフラットにする補正を行うものである。
【００２３】
レベル検出部１２は、補正フィルタ１０の出力を監視し、係数制御部１１に補正された出力のレベルの変動状況を示す検出信号を出力するものである。具体的には、補正フィルタの出力値が、例えば、ディジタル信号で、１６ｂｉｔディジタル表現限界値（＋３２７６８、−３２７６７）を示すかどうかで判断する。他にもあらかじめ定めた値、例えば＋１６３８４、−１６３８４を超過したかどうかを判断してもよく、所望のレベルに達したかどうかを判定できればどのような方法であってもよい。
【００２４】
振幅制御部１３は、補正フィルタ１０の出力が制限値を越えた場合に、レベル検出部１２から出力される検出信号にしたがって、振幅変更部１４の振幅変更を制御する。補正フィルタ１０の出力が制限値以下になった場合には、もとの振幅値に戻すとも可能であり、また、制限値への近づき具合に応じて徐々に振幅値を変更することも可能である。具体的には、本発明では第１の実施例と同様、補正フィルタの出力値が、例えば、ディジタル信号で、１６ｂｉｔディジタル表現限界値（＋３２７６８、−３２７６７）を示すかどうかで判断したが、他にもあらかじめ定めた値、例えば、＋１６３８４、−１６３８４を超過したかどうかを判断してもよく、所望のレベルに達したかどうかを判定できればどのような方法であってもよい。
【００２５】
振幅変更部１４は、入力信号の振幅を変更するもので、振幅制御部１３からの振幅倍率にしたがって、入力信号の振幅値を増減させるものである。
【００２６】
（２−２）第２の実施形態の動作
以下、図４および５を用いて第２の実施形態の動作を説明する。
まず、図５の（１）に示す信号、即ち３００Ｈｚ〜３．４ＫＨｚに帯域制限され、帯域外に電気的なノイズを含む信号が補正フィルタ１０に入力される。入力信号は、当初、図４の（２）の特性を有するフィルタにより増幅される。増幅された信号は、補正フィルタ１０からレベル検出部１２に入力される。そしてレベル検出部１２は、増幅された信号のレベルを監視し、信号レベルがが最大値（例えば、１６ｂｉｔの入力信号の場合は、３２７６８）に近づくか、または越えたことを検出した場合は、レベル検出信号を振幅制御部１３に出力する。レベル検出部１２からのレベル検出信号を受信した振幅制御部１３は、図５の（２）に示すように、振幅変更部１４の振幅値を下げる制御を行う。初期状態では振幅変更部１４はないも同じであり、振幅の変更を行わない。  本実施の形態では、補正フィルタを図４の（２）に示すような特性かつ、全体の特性を表わすインパルス応答のゲインが３０ｄＢであるような補正フィルタを用いたがこれに限定するものではない。  また、振幅制御部１３はレベル検出信号に応じて１ｄＢずつゲインを下降させるようにしても良いが、これに限定するものではない。この制御により、入力信号は、ノイズレベルを押さえて増幅される。
【００２７】
（２−３）第２の実施形態の効果
以上説明した第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様、狭い帯域の信号をより自然に広帯域信号に拡張でき、フィルタの特性を時間固定とすることができる。また、  時間経過と共に変動させるのは単純な増幅機能を持つ振幅制御部１３であるので、ソフトウェアの複雑さが解消され、ソフトウェアの規模を小することができる。
【００２８】
（３）第３の実施形態
次に、本発明による信号補正装置の第３の実施形態を図面を参照しながら説明する。
第１および２の実施形態では、補正フィルタ１０の出力を監視して、補正フィルタ１０の係数または振幅変更部１４を制御をすることで出力信号が最大値に達することを回避しようとするものであるが、補正フィルタ１０のゲインを単に減じた場合、入力信号の３００Ｈｚ〜３．４ＫＨｚの帯域のレベルまで下げることとなる。よって、補正フィルタ１０を通過した音は小さくなってしまい、また、信号が最大値に達するたびに、臨場感の急激な変化が繰り返されるおそれがある。また、上述の電気的ノイズの周波数特性は、例えば、５０Ｈｚ〜６０Ｈｚであることがよく知られている。
【００２９】
第３の実施形態は、フィルタを分割して各々の帯域の増幅量を調整しようとするものである。
【００３０】
（３−１）第３の実施形態の構成
図７は、第３の実施形態の帯域補正装置の構成を示す図である。
図７において、第３の実施形態の帯域補正装置２は、フィルタ２１、フィルタ２２、フィルタ２３、振幅観測部２４、振幅観測部２５、係数更新部２６、係数更新部２７、積算器２８、２９および加算器３０から構成される。
【００３１】
フィルタ２１は、０Ｈｚ〜３００Ｈｚの低域増幅専用フィルタであり、高域周波数成分のカットおよび低域信号の増幅を行う。
【００３２】
フィルタ２２は、３００Ｈｚ〜３．４ＫＨｚの中間帯域用のフィルタであり、入力信号の帯域を制限すると共に、低域信号および高域信号との遅延調整のために用いられる。
【００３３】
フィルタ２３は、３．４ＫＨｚ〜８ＫＨｚの高域増幅専用のフィルタであり、低域周波数成分のカットおよび高域信号の増幅を行う。
【００３４】
振幅観測部２４は、フィルタ２１の出力を監視し、係数更新部２６に補正された出力の振幅の変動状況を示す振幅観測信号を出力するものである。本実施形態ではフィルタの出力値が、例えば、ディジタル信号で、１６ｂｉｔディジタル表現限界値（＋３２７６８、−３２７６７）を示すかどうかで判断したが、他にもあらかじめ定めた値、例えば、＋１６３８４、−１６３８４を超過したかどうかを判断してもよく、所望のレベルに達したかどうかを判定できればどのような方法であってもよい。
【００３５】
振幅観測部２５は、フィルタ２３の出力を監視し、係数更新部２７に補正された出力の振幅の変動状況を示す振幅観測信号を出力するものである。検出は振幅観測部２４と同様に行う。
【００３６】
係数更新部２６は、初期状態では何も更新しない。乗算器２８は、初期状態では実質的に機能しないからである。  そして、係数更新部２６は、振幅観測部２４から出力される振幅観測信号にしたがって乗算器２８の係数を変更する。例えば、乗算器２８に対して１ｄＢずつゲインを下げるように係数を更新することができるが、これに限定するものではない。
【００３７】
係数更新部２７も同様に、初期状態では何も更新しない。  乗算器２９は、、初期状態では実質的に機能しないからである。  そして、係数更新部２７は、振幅観測部２５から出力される振幅観測信号にしたがって乗算器２８の係数を変更する。例えば、乗算器２９に対して１ｄＢずつゲインを下げるようにすることができるが、これに限定するものではない。
【００３８】
乗算器２８は、入力信号と係数更新部２６から出力される係数を乗算して、乗算結果をフィルタ２１に入力する。
【００３９】
乗算器２９は、入力信号と係数更新部２７から出力される係数を乗算して、乗算結果をフィルタ２３に入力する。
【００４０】
加算器３０は、フィルタ２１、フィルタ２２およびフィルタ２３の出力を加算し、分割した各帯域（０Ｈｚ〜３００Ｈｚ、３００Ｈｚ〜３．４ＫＨｚおよび３．４ＫＨｚ〜８ＫＨｚ）を合成する加算器である。
【００４１】
（３−２）第３の実施形態の動作
以下、図６を用いて第３の実施形態の動作を説明する。
図６の（１）に示すように、３００Ｈｚ〜３．４ＫＨｚに帯域制限された信号が入力されると、各フィルタ２１、２２および２３により、０Ｈｚ〜３００Ｈｚ、３００Ｈｚ〜３．４ＫＨｚおよび３．４ＫＨｚ〜８ＫＨｚの各帯域に帯域分割される。
【００４２】
図６の（２）に示すように、フィルタ２１により高域をカットされた低域信号（０Ｈｚ〜３００Ｈｚ）は、振幅観測部２４で監視され、係数更新部２６に補正された出力の振幅の変動状況を示す振幅観測信号が出力される。フィルタ２１の出力が制限値を越えた場合、係数更新部２６は、振幅観測部２４から出力される振幅観測信号にしたがって、乗算器２８に入力する係数を制御する。
【００４３】
図６の（３）に示すように、フィルタ２２により３００Ｈｚ〜３．４ＫＨｚに帯域制限された信号は、低域信号および高域信号との遅延を調整するため、遅延が付与される。これは、フィルタ２２を通過する信号のレベルを小さくしないためであり、また、音の臨場感を損なわないためである。
【００４４】
図６の（４）に示すように、フィルタ２３により低域をカットされた高域信号（３．４ＫＨｚ〜８ＫＨｚ）は、振幅観測部２５で監視され、係数更新部２７に補正された出力の振幅の変動状況を示す振幅観測信号が出力される。フィルタ２３の出力が制限値を越えた場合、係数更新部２７は、振幅観測部２５から出力される振幅観測信号にしたがって、乗算器２９に入力する係数を制御する。
【００４５】
フィルタ２１、フィルタ２２およびフィルタ２３の出力は、加算器３０で加算され、分割した各帯域（０Ｈｚ〜３００Ｈｚ、３００Ｈｚ〜３．４ＫＨｚおよび３．４ＫＨｚ〜８ＫＨｚ）が合成される。
【００４６】
以上の処理により低域だけを補正した結果、信号が過度に大きい振幅を持つようであれば、ゲインを小さくすることもできる。  これは、高域についても同様である。  中間域はもともと帯域制限を受けていない信号なので、レベルを変動させないためにも透過させることが望ましく、ゲインは１．０に固定すればよい。
【００４７】
図４の（１）に示したようなノイズが存在した場合は、フィルタ２１、フィルタ２３のゲインを減少させればよい。中間帯域のゲインは１．０のままなので、ボリウム自体は大きな変動を与えない。  ノイズの影響が小さい通常音声の場合は、フィルタ２１およびフィルタ２３の入力は非常に小さいものであり、各々のゲインをそのまま乗算しても１．０を超えることはない。  また、フィルタ２１およびフィルタ２３の出力の大きさに応じて、元の信号の振幅にゲイン（＜１．０）を加えてもよい。
【００４８】
（３−３）第３の実施形態の効果
以上説明した第３の実施形態によれば、各々の周波数領域で自動的に周波数の増幅率が決定されるので、第２の実施形態と異なり、背景ノイズの周波数特性に偏りがあり、例えば、低域だけに局在する場合に、高域はその影響を受けずに帯域拡張ができ、自然な音質で音声帯域の拡張が可能である。かかる効果は、高域に関しても同様である。
【００４９】
（４）第４の実施形態
第３の実施形態では、フィルタ２１、フィルタ２３のゲインが−から＋まで巾広くなり、設計が困難になる場合が考えられる。この場合は、ＦＩＲフィルタで、低域、高域をあらかじめ帯域分離し、第３の実施形態と同様にフィルタを用いて処理することにより、設計の困難性を解消することができる。
【００５０】
以下、本発明による信号補正装置の第４の実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００５１】
（４−１）第４の実施形態の構成
図８は、第４の実施形態の帯域補正装置の構成を示す図である。
図８において、第４の実施形態の音声帯域補正装置３は、低域フィルタ３１、中間フィルタ３２、高域フィルタ３３、フィルタ３４、フィルタ３５、フィルタ３６、振幅観測部３７、振幅観測部３８、係数更新部３９、係数更新部４０、積算器４１、積算器４２および加算器４３から構成される。
【００５２】
低域フィルタ３１は、例えば、ＦＩＲフィルタで構成され、３．４ＫＨｚ〜８ＫＨｚの高域周波数成分のカットを行う。
【００５３】
中間フィルタ３２は、３００Ｈｚ〜３．４ＫＨｚの中間帯域用のフィルタであり、入力信号の帯域を制限すると共に、低域信号および高域信号との遅延調整のために用いられる。また、フィルタ３５の遅延も合わせて調整することも可能である。
【００５４】
高域フィルタ３３は、例えば、ＦＩＲフィルタで構成され、０Ｈｚ〜３００Ｈｚの低域周波数成分のカットを行う。
【００５５】
フィルタ３４は、０Ｈｚ〜３００Ｈｚの低域信号の増幅を行う。
【００５６】
フィルタ３５は、３００Ｈｚ〜３．４ＫＨｚの中間帯域用のフィルタであり、入力信号の帯域を制限すると共に、低域信号および高域信号との遅延調整のために用いられる。また、中間フィルタ３２の遅延も合わせて調整することも可能である。
【００５７】
フィルタ３６は、３．４ＫＨｚ〜８ＫＨｚの高域信号の増幅を行う。
【００５８】
振幅観測部３７は、フィルタ３４の出力を監視し、係数更新部３９に補正された出力の振幅の変動状況を示す振幅観測信号を出力するものである。本実施形態では、補正フィルタ３４の出力値が、たとえばディジタル信号で、１６ｂｉｔディジタル表現限界値（＋３２７６８、−３２７６７）を示すかどうかで判断したが、他にもあらかじめ定めた値、例えば＋１６３８４、−１６３８４を超過したかどうかを判断してもよく、所望のレベルに達したかどうかを判定できればどのような方法であってもよい。
【００５９】
振幅観測部３８は、フィルタ３６の出力を監視し、係数更新部４０に補正された出力の振幅の変動状況を示す振幅観測信号を出力するものである。本実施形態では、補正フィルタ３６の出力値が、例えば、ディジタル信号で、１６ｂｉｔディジタル表現限界値（＋３２７６８、−３２７６７）を示すかどうかで判断したが、他にもあらかじめ定めた値、例えば＋１６３８４、−１６３８４を超過したかどうかを判断してもよく、所望のレベルに達したかどうかを判定できればどのような方法であってもよい。
【００６０】
係数更新部３９は、初期状態では係数更新を行わない。そして、振幅観測部３７から出力される振幅観測信号で過大増幅を観測した場合は、乗算器４１に対し、振幅減衰をする為の係数を出力する。  係数は１以下であり、かつ０より大きい。  例えば、振幅観測部３７から出力される振幅観測信号で過大増幅を観測するたびに、係数を１ｄＢずつ小さくするようにしてもよいが、１ｄＢに限定するものではない。
【００６１】
係数更新部４０も同様に、初期状態では係数更新は行わない。そして、振幅観測部３８から出力される振幅観測信号で過大増幅を観測した場合は、乗算器４２に対し、振幅減衰をする為の係数を出力する。  係数は１以下であり、かつ０より大きい。  例えば、振幅観測部３８から出力される振幅観測信号で過大増幅を観測するたびに、係数を１ｄＢずつ小さくするようにしてもよいが、１ｄＢに限定するものではない。
【００６２】
乗算器４１は、低域フィルタ３１の出力と係数更新部３９から出力される係数を乗算して、乗算結果をフィルタ３４に出力する。
【００６３】
乗算器４２は、高域フィルタ３３の出力と係数更新部４０から出力される係数を乗算して、乗算結果をフィルタ３６に出力する。
【００６４】
加算器４３は、フィルタ３４、フィルタ３５およびフィルタ３６の出力を加算し、分割した各帯域（０Ｈｚ〜３００Ｈｚ、３００Ｈｚ〜３．４ＫＨｚおよび３．４ＫＨｚ〜８ＫＨｚ）を合成する加算器である。
【００６５】
（４−２）第４の実施形態の動作
次に、第４の実施形態の動作を説明する。
【００６６】
３００Ｈｚ〜３．４ＫＨｚに帯域制限された信号が入力されると、低域フィルタ３１、中間フィルタ３２および高域フィルタ３３により、０Ｈｚ〜３００Ｈｚ、３００Ｈｚ〜３．４ＫＨｚおよび３．４ＫＨｚ〜８ＫＨｚの各帯域に帯域分割される。
【００６７】
フィルタ３４により高域をカットされた低域信号（０Ｈｚ〜３００Ｈｚ）は、フィルタ３４で増幅される。この増幅された信号は、振幅観測部３７で監視され、係数更新部３９に補正された出力の振幅の変動状況を示す振幅観測信号が出力される。フィルタ３４の出力が制限値を越えた場合、係数更新部３９は、振幅観測部３７から出力される振幅観測信号にしたがって、乗算器４１に入力する係数を制御する。
【００６８】
中間フィルタにより３００Ｈｚ〜３．４ＫＨｚに帯域制限された入力信号は、低域フィルタの出力および高域フィルタの出力との遅延を調整するため、遅延が付加される。これは、フィルタ３５から出力される信号のレベルを小さくしないためであり、また、音のの臨場感を損なわないためである。
【００６９】
フィルタ３３により低域をカットされた高域信号（３．４ＫＨｚ〜８ＫＨｚ）は、フィルタ３６で増幅される。この増幅された信号は、振幅観測部３８で監視され、係数更新部４０に補正された出力の振幅の変動状況を示す振幅観測信号が出力される。フィルタ３６の出力が制限値を越えた場合、係数更新部４０は、振幅観測部３８から出力される振幅観測信号にしたがって、乗算器４２に入力する係数を制御する。
【００７０】
フィルタ３４、３５および３６の出力は、加算器４３で加算され、分割した各帯域（０Ｈｚ〜３００Ｈｚ、３００Ｈｚ〜３．４ＫＨｚおよび３．４ＫＨｚ〜８ＫＨｚ）が合成される。
【００７１】
（４−３）第４の実施形態の効果
以上説明した第４の実施形態によれば、各周波数領域を分割する３つのフィルタと、各々のフィルタ出力を補正する、補正フィルタを分離することにしたので、各補正フィルタは概ね＋だけのゲインを考慮すればよくなり、ディジタル増幅においては限られた＋、―の量子化数（刻みの数）をより細やかに設計でき、音感を損なわない自然な信号補正が可能となる。
【００７２】
（５）第５の実施形態
第５の実施形態は、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．７２２で用いられている、直交ミラーフィルタ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｍｉｒｒｏｒ  Ｆｉｌｔｅｒ：ＱＭＦ）によって入力信号を２分割して各々の帯域を補正する場合の音声帯域補正装置に関する。
【００７３】
ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．７２２は、各種の高音質音声用として使用されるオーディオ（５０Ｈｚ〜７ＫＨｚ）符号化システムについて規定されている。この符号化システムは、６４Ｋｂｉｔ／ｓのビット速度内において帯域分割適応差分パルス符号変調（ＳＢ−ＡＤＰＣＭ）を用いる。ＳＢ−ＡＤＰＣＭ技術では、周波数帯域は、ＱＭＦを用いて２つの帯域（高域および低域）に分割され、各帯域内の信号はＡＤＰＣＭを用いて符号化される。
【００７４】
以下、本発明による信号補正装置の第５の実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００７５】
（５−１）第５の実施形態の構成
図１１は、第５の実施形態の帯域補正装置の構成を示す図である。
図１１において、第５の実施形態の音声帯域補正装置５は、ＱＭＦ５１、ＱＭＦ５２、ＱＭＦ５３、ＱＭＦ５４、低域補正部５５、高域補正部５６、低域振幅観測部５７、高域振幅観測部５８、低域ゲイン制御部５９および高域ゲイン制御部６０から構成される。
【００７６】
ＱＭＦ５１およびＱＭＦ５２は、直線位相非巡回型ディジタルフィルタで構成されており、周波数帯域０Ｈｚ〜８ＫＨｚを２つの帯域（低域：０Ｈｚ〜４ＫＨｚ、高域：４ＫＨｚ〜８ＫＨｚ）に分割する。各フィルタへの入力は１６ＫＨｚで標本化されている。低域および高域の出力はそれぞれ８ＫＨｚで標本化されている。
【００７７】
ＱＭＦ５３およびＱＭＦ５４は、直線位相非巡回形ディジタルフィルタであり、図示しない低域および高域のＳＢ−ＡＤＰＣＭ復号器のそれぞれの出力を補間して、８ｋＨｚ標本化信号を１６ｋＨｚ標本化信号に変換し、１６ＫＨｚで標本化された出力を作り出す。
【００７８】
低域補正部５５は、例えばＦＩＲフィルタで構成され、０ｋＨｚ〜４ｋＨｚの低域信号を増幅する。例えば、図３の（２）に示す領域Ａ、領域Ｂを補正するフィルタの合成特性を持つフィルタとすればよく、具体的には図６の（２）及び図６の（３）を合成することで実現できるが、これに限定するものではない。
【００７９】
高域補正部５６は、例えばＦＩＲフィルタで構成され、４ＫＨｚ〜８ＫＨｚの低域信号を増幅する。例えば、図６の（４）に示すフィルタをそのまま用いれば良いが、これに限定するものではない。
【００８０】
低域振幅観測部５７は、低域補正部５５の出力を監視し、低域ゲイン制御部５９に補正された出力の振幅の変動状況を示す振幅監視信号を出力するものである。本実施形態では、低域信号補正部５５の出力値が、例えば、ディジタル信号で、１６ｂｉｔディジタル表現限界値（＋３２７６８、−３２７６７）を示すかどうかで判断するが、他にもあらかじめ定めた値、例えば、＋１６３８４、−１６３８４を超過したかどうかを判断してもよく、所望のレベルに達したかどうかを判定できればどのような方法であってもよい。
【００８１】
高域振幅観測部５８は、高域信号補正部５６の出力を監視し、高域ゲイン制御部６０に補正された出力の振幅の変動状況を示す振幅監視信号を出力するものである。本実施形態では、高域信号補正部５６の出力値が、例えば、ディジタル信号で、１６ｂｉｔディジタル表現限界値（＋３２７６８、−３２７６７）を示すかどうかで判断するが、他にもあらかじめ定めた値、例えば、＋１６３８４、−１６３８４を超過したかどうかを判断してもよく、所望のレベルに達したかどうかを判定できればどのような方法であってもよい。
【００８２】
低域ゲイン制御部５９は、初期状態では制御を行わない。低域補正部５５はあらかじめ定めたフィルタ特性、即ち、図６の（２）、図６の（３）の合成特性である。低域補正部５５の出力が制限値を越えた場合は、低域振幅観測部５７から出力される振幅観測信号にしたがって、例えば、低域補正部５５の振幅補正量を１ｄＢ減ずるようにする。また、図６の（２）の部分だけを１ｄＢ減ずるようにしてもよい。  あらかじめ設定するフィルタ特性は、図６の（２）、１４の合成特性に限定するものではない。
【００８３】
高域ゲイン制御部６０は、初期状態では制御を行わない。高域ゲイン制御部６０はあらかじめ定めたフィルタ特性、即ち、図６の（４）の特性である。高域信号補正部５６の出力が制限値を越えた場合には高域振幅観測部５８から出力される振幅観測信号にしたがって、高域信号補正部５６の振幅補正量を１ｄＢ減ずるようにしたが、これに限定するものではない。
【００８４】
（５−２）第５の実施形態の動作
次に、第５の実施形態の動作を説明する。
１６ＫＨｚで標本化された周波数帯域０Ｈｚ〜８ＫＨｚの入力信号は、ＱＭＦ５１により高域周波数帯域を制限され、周波数帯域０Ｈｚ〜４ＫＨｚの８ＫＨｚで標本化された信号が低域補正部５５に入力される。
【００８５】
高域周波数帯域が制限された周波数帯域０Ｈｚ〜４ＫＨｚの信号は、低域補正部５５により増幅される。
【００８６】
この増幅された信号は、低域振幅観測部５７で監視され、低域ゲイン制御部５９に補正された出力の振幅の変動状況を示す振幅観測信号が出力される。
【００８７】
低域補正部５５の出力が制限値を越えた場合、低域ゲイン制御部５９は、低域振幅観測部５７から出力される振幅観測信号にしたがって、低域補正部５５の入力信号の帯域の補正量を制御する。
【００８８】
低域補正部５５の出力は、ＱＭＦ５３により、図示しない低域のＳＢ−ＡＤＰＣＭ復号器の出力を補間して、８ｋＨｚ標本化信号を１６ｋＨｚ標本化信号に変換し、１６ＫＨｚで標本化された信号を出力する。
【００８９】
高域側についても同様に、１６ＫＨｚで標本化された周波数帯域０Ｈｚ〜８ＫＨｚの入力信号は、ＱＭＦ５２により低域周波数帯域を制限され、周波数帯域４ＫＨｚ〜８ＫＨｚの８ＫＨｚで標本化された信号を高域補正部５６に出力される。
【００９０】
低域周波数帯域を制限された周波数帯域４ＫＨｚ〜８ＫＨｚの信号は、低域補正部５６により増幅される。
【００９１】
この増幅された信号は、高域振幅観測部５８で監視され、高域ゲイン制御部６０に補正された出力の振幅の変動状況を示す振幅観測信号が出力される。
【００９２】
高域補正部５６の出力が制限値を越えた場合、高域ゲイン制御部６０は、高域振幅観測部５８から出力される振幅観測信号にしたがって、高域補正部５６の入力信号の帯域の補正量を制御する。
【００９３】
高域補正部５６の出力は、ＱＭＦ５４により、図示しない高域のＳＢ−ＡＤＰＣＭ復号器の出力を補間して、８ｋＨｚ標本化信号を１６ｋＨｚ標本化信号に変換し、１６ＫＨｚで標本化された信号を出力する。
【００９４】
また、ＱＭＦ５１と低域補正部５５との間にフィルタを設けて、ＱＭＦ５１の出力のうち、０Ｈｚ〜３４０Ｈｚについては低域補正部５５で帯域を補正し、３４０Ｈｚ〜４ＫＨｚについては帯域を補正せずに出力することも可能である。具体的な動作は第３の実施形態と同様である。
【００９５】
（５−３）第５の実施形態の効果
以上説明した第５の実施形態によれば、周波数分割フィルタではなくＱＭＦフィルタを用いた場合でも音声拡張を実現できる。つまり、伝走路が広帯域向け専用の信号を用いる場合でも、従来電話の音質を向上することができる。  また、周波数の補正を低域部分と、高域部分にまとめたので、例えば、規格適合上、Ｇ．７２２ＱＭＦフィルタ等を使用せざるを得ない場合であっても、従来の電話機の音質を自然な音声帯域拡張を行うことで高品位な通話が可能となる。
【００９６】
（６）第６の実施形態
第６の実施形態は、第４の実施形態と同様に、例えばＦＩＲフィルタで、低域、高域をあらかじめ帯域分離し、各帯域毎に振幅を補正することを前提とするが、本実施形態では、帯域毎に分割した各信号をディジタル信号処理の領域でディジタル信号の最大値まで振幅を増幅し、アナログ信号に変換した後、各帯域の信号を加算するものである。
【００９７】
これは加算値の限界がないアナログ信号処理の領域では、加算値の限界がないことを利用することで可能となる。
【００９８】
以下、本発明による信号補正装置の第６の実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００９９】
（６−１）第６の実施形態の構成
図１２は、第６の実施形態の音声帯域補正装置の構成を示す図である。
図１２において、第６の実施形態の帯域補正装置７は、低域フィルタ７１、中間フィルタ７２、高域フィルタ７３、フィルタ７４、フィルタ７５、フィルタ７６、Ｄ／Ａ変換器７７、７８および７９から構成される。
【０１００】
低域フィルタ７１は、例えばＦＩＲフィルタで構成され、３．４ＫＨｚ〜８ＫＨｚの高域周波数成分のカットを行う。
【０１０１】
中間フィルタ７２は、３００Ｈｚ〜３．４ＫＨｚの中間帯域用のフィルタであり、入力信号の帯域を制限すると共に、低域信号および高域信号との遅延調整のために用いられる。また、フィルタ７５の遅延も合わせて調整することも可能である。
【０１０２】
高域フィルタ７３は、例えばＦＩＲフィルタで構成され、０Ｈｚ〜３００Ｈｚの低域周波数成分のカットを行う。
【０１０３】
フィルタ７４は、０Ｈｚ〜３００Ｈｚの低域信号の増幅を行う。
フィルタ７５は、３００Ｈｚ〜３．４ＫＨｚの中間帯域用のフィルタであり、入力信号の帯域を制限すると共に、低域信号および高域信号との遅延調整のために用いられる。また、中間フィルタ７２の遅延も合わせて調整することも可能である。
【０１０４】
フィルタ７６は、３．４ＫＨｚ〜８ＫＨｚの高域信号の増幅を行う。
【０１０５】
Ｄ／Ａ変換器７７、７８および７９は、各帯域のディジタル信号をアナログ信号に変換する変換器である。
【０１０６】
（６−２）第６の実施形態の動作
次に、第６の実施形態の動作を説明する。
３００Ｈｚ〜３．４ＫＨｚに帯域制限された信号が入力されると、低域フィルタ７１、中間フィルタ７２および高域フィルタ７３により、０Ｈｚ〜３００Ｈｚ、３００Ｈｚ〜３．４ＫＨｚおよび３．４ＫＨｚ〜８ＫＨｚの各帯域に帯域分割される。
【０１０７】
低域フィルタ７１により高域をカットされた低域信号（０Ｈｚ〜３００Ｈｚ）は、フィルタ７４で増幅される。この増幅された信号は、Ｄ／Ａ変換器７７で、ディジタル信号からアナログ信号に変換される。
【０１０８】
中間フィルタにより３００Ｈｚ〜３．４ＫＨｚに帯域制限された入力信号は、低域フィルタ７１の出力および高域フィルタ７３の出力との遅延を調整するため、遅延が付加される。この遅延が付加された信号は、Ｄ／Ａ変換器７８で、ディジタル信号からアナログ信号に変換される。
【０１０９】
高域フィルタ７３により低域をカットされた高域信号（３．４ＫＨｚ〜８ＫＨｚ）は、フィルタ７６で増幅される。この増幅された信号は、Ｄ／Ａ変換器７９で、ディジタル信号からアナログ信号に変換される。
【０１１０】
Ｄ／Ａ変換器７７、７８および７９の出力は、加算され、分割した各帯域（０Ｈｚ〜３００Ｈｚ、３００Ｈｚ〜３．４ＫＨｚおよび３．４ＫＨｚ〜８ＫＨｚ）が合成される。
【０１１１】
（６−３）第６の実施形態の効果
以上説明した第６の実施形態によれば、３つのＤＡ変換器で各々別にＤＡ変換した後、信号を加算合成するようにしたので、例えば、各々の周波数領域でディジタル信号として最大値にまで増幅する場合であっても、その後加算に上限のないアナログの信号の形で加算を行うようにしたので、加算合成の結果で振幅が非常に大きくなる場合でも、ディジタル加算の制限を受けない、自然な音質を確保したまま音声帯域拡張が可能となる。
【０１１２】
（７）第７の実施形態
第７の実施形態は、第５の実施形態で説明したＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．７２２を使用する装置に第６の実施形態を適用するものである。
【０１１３】
以下、本発明による信号補正装置の第７の実施形態を図面を参照しながら説明する。
【０１１４】
（７−１）第７の実施形態の構成
図１３は、第７の実施形態の音声帯域補正装置の構成を示す図である。
図１３において、第７の実施形態の帯域補正装置８は、ＱＭＦ８１、ＱＭＦ８２、低域補正部８３、高域補正部８４、ＱＭＦ８５、高域Ｄ／Ａ変換器８６、位相・遅延補償部８７、周波数シフト部８８および低域Ｄ／Ａ変換器８９から構成される。
【０１１５】
ＱＭＦ８１、ＱＭＦ８２は、直線位相非巡回型ディジタルフィルタで構成されており、周波数帯域０Ｈｚ〜８ＫＨｚを２つの帯域（低域：０Ｈｚ〜４ＫＨｚ、高域：４ＫＨｚ〜８ＫＨｚ）に分割する。各フィルタへの入力は１６ＫＨｚで標本化され、低域および高域の出力はそれぞれ８ＫＨｚで標本化されている。
【０１１６】
低域信号補正部８３は、例えば、図３の（２）に示す領域Ａ、領域Ｂを補正するフィルタの合成特性を持つフィルタとすればよく、具体的には図６の（２）及び図６の（３）を合成することで実現できるが、これに限定するものではない。
【０１１７】
高域補正部８４は、例えば、図６の（４）に示すフィルタをそのまま用いれば良いが、これに限定するものではない。
【０１１８】
ＱＭＦ８５は、低域補正部８３の出力のうち、例えば０Ｈｚ〜３４０Ｈｚについては位相・遅延補償部８７に送出し、３４０Ｈｚ〜４ＫＨｚについては帯域を補正せずに出力することも可能である。これは、第３の実施形態と同様に、補正フィルタの設計を容易にするためである。
【０１１９】
また、低域においては、ＱＭＦ８５で既に０Ｈｚ〜４ＫＨｚの信号を入手しているので、高域補正経路での位相、遅延さえ一致できれば、装置規模を小さくするため、ＱＭＦ８５を設けないで、そのままにする構成とすることも可能である。ＱＭＦ８５は０Ｈｚ〜４ＫＨｚから０Ｋｚ〜４ＫＨｚへの変換を受け持つ機能であり、事実上周波数の変換は行っていないからである。
【０１２０】
高域Ｄ／Ａ変換器８６は、高域補正部８４から出力されたディジタル信号をアナログ信号に変換する。
【０１２１】
位相・遅延補償部８７は、周波数シフト部８８より高域信号が周波数シフトにより、位相遅れ等が生じた場合に位相等の補償を行う。周波数シフトにより、遅延や位相の変化が生じない場合は、位相・遅延補償部８７を設けない構成とすることも可能である。位相、遅延保証の為に遅延レジスタを用いたが、両者の保証ができれば、何であっても良く。これに限定するものではない。
【０１２２】
周波数シフト部８８は、高域Ｄ／Ａ変換器８６でディジタル／アナログ変換された高域補正部出力を周波数シフトする。ＱＭＦの信号は、１６ＫＨｚサンプリングの信号のうち、４ＫＨｚ〜８ＫＨｚの信号を低域方向に周波数シフトしたと同等であり、最終的に再び４ＫＨｚ〜８ＫＨｚの信号に戻す必要がある。  本発明では高域への周波数シフトとして、４ＫＨｚ正弦波との乗算を用いたがこれに限定するものではない。
【０１２３】
低域Ｄ／Ａ変換器８９は、位相・遅延補償部８７から出力されたディジタル信号をアナログ信号に変換する。
【０１２４】
（７−２）第７の実施形態の動作
次に、第７の実施形態の動作を説明する。
低域側については、１６ＫＨｚで標本化された周波数帯域０Ｈｚ〜８ＫＨｚの入力信号は、ＱＭＦ８１により高域周波数帯域を制限され、周波数帯域０Ｈｚ〜４ＫＨｚの８ＫＨｚで標本化された信号が低域補正部８３に出力される。
【０１２５】
高域周波数帯域を制限された周波数帯域０Ｈｚ〜４ＫＨｚの信号は、低域補正部８３により増幅される。
【０１２６】
増幅された信号はＱＭＦ８５で、低域補正部８３の出力のうち、例えば０Ｈｚ〜３４０Ｈｚについては位相・遅延補償部８７に送出し、３４０Ｈｚ〜４ＫＨｚについては帯域を補正せずに出力する。
【０１２７】
この増幅および帯域制限された信号は、位相・遅延補償部８７で、高域信号の周波数シフトにより、位相遅れ等が生じた場合に位相等の補償を行う。
【０１２８】
位相等の保証が行われた信号は、高域Ｄ／Ａ変換器８９により、ディジタル信号からアナログ信号に変換される。
【０１２９】
高域側については、１６ＫＨｚで標本化された周波数帯域０Ｈｚ〜８ＫＨｚの入力信号は、ＱＭＦ８２により低域周波数帯域を制限され、周波数帯域４ＫＨｚ〜８ＫＨｚの８ＫＨｚで標本化された信号が高域補正部８４に出力される。
【０１３０】
低域周波数帯域を制限された周波数帯域４ＫＨｚ〜８ＫＨｚの信号は、高域補正部８４により増幅される。
【０１３１】
この増幅された信号は、高域Ｄ／Ａ変換器８６により、ディジタル信号からアナログ信号に変換される。
【０１３２】
アナログ信号に変換されたＤ／Ａ変換器８６の出力は、周波数シフト部８８で周波数シフトされる。
【０１３３】
（７−３）第７の実施形態の効果
以上説明した第７の実施形態によれば、第５の実施形態に加え、第６の実施形態のように、例えば、各々の周波数領域でディジタル信号として最大値にまで増幅する場合であっても、その後加算に上限のないアナログの信号の形で加算を行うようにしたので、加算合成の結果で振幅が非常に大きくなる場合でも、ディジタル加算の制限を受けない、自然な音質を確保したまま音声帯域拡張が可能となる。
【０１３４】
（８）他の実施形態
上記各実施形態の説明においても、種々の変形実施形態について言及したが、以下に例示するような変形実施形態を挙げることができる。
【０１３５】
図７では、振幅観測部２４および振幅観測部２５は、フィルタ２１の出力およびフィルタ２５の出力をそれぞれ監視しているが、図９に示すように、振幅観測部を加算器３０の出力に接続し、観測結果を係数更新部２４および係数更新部２５の双方に供給する構成としても良い。
【０１３６】
同様に、図８では、振幅観測部３７および振幅観測部３８は、フィルタ３４の出力およびフィルタ３６の出力をそれぞれ監視しているが、図１０に示すように、振幅観測部を加算器４３の出力に接続し、観測結果を係数更新部３９および係数更新部４０の双方に供給する構成としても良い。
【０１３７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、狭い帯域の信号を、ディジタル増幅の過程で過増幅することなく、広帯域信号に補正し、高品位な通信を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態の全体構成を示すブロック図である。
【図２】第２の実施形態の全体構成を示すブロック図である。
【図３】第１の実施形態の帯域補正を示す図である。
【図４】第２の実施形態の帯域補正示す図である。
【図５】第２の実施形態の雑音を考慮した帯域補正示す図である。
【図６】第３の実施形態の帯域補正を示す図である。
【図７】第３の実施形態の全体構成を示すブロック図である。
【図８】第４の実施形態の全体構成を示すブロック図である。
【図９】他の実施形態の全体構成を示すブロック図である。
【図１０】他の実施形態の全体構成を示すブロック図である。
【図１１】第５の実施形態の全体構成を示すブロック図である。
【図１２】第６の実施形態の全体構成を示すブロック図である。
【図１３】第７の実施形態の全体構成を示すブロック図である。
【図１４】原音声の周波数特性を示す図である。
【図１５】電話帯域に制限された音声の周波数特性を示す図である。
【図１６】従来技術で作成された音声の周波数特性を示す図である。
【符号の説明】
１、２…音声帯域補正装置、１０…補正フィルタ、１１…係数制御部、１２…レベル検出部、１３…振幅制御部、２１、２２、２３…フィルタ、２４、２５…振幅観測部、２６、２７…係数更新部、２８、２９…乗算器、３０…加算器。
【図１】
2004266383.tif 000003
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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