高频插值装置和高频插值方法制造方法及图纸

可以在不增加上采样处理中的采样速度（采样频率）的情况下、根据再现音乐生成频率特性的频谱以连续方式显现的插值信号。一种高频插值装置（１）包括：带宽判断部件（２），用于根据音频信号的频率特性，将所述音频信号的带宽类型判断为针对各带宽预先设置的频带判断值；以及插值信号生成部件（３），用于根据所述频带判断值（２）选择高通滤波器的滤波器系数，通过使用具有所选择的滤波器系数的高通滤波器进行所述音频信号的滤波，并且生成针对所述音频信号的高频插值信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及高 频插值装置和高频插值方法，并且更具体地，涉及能够根据音频信 号的频带生成适当的高频插值信号的。
技术介绍
如今，广泛应用使用⑶播放器或DVD播放器等的再现装置来输出⑶或DVD等的 记录介质中所记录的音乐信息的数字音频设备。由于在这种数字音频设备中将音乐信息作 为数字信息记录在CD等的记录介质中，因此可以防止重复的再现/记录操作所伴有的音乐 质量劣化，从而使得用户可以总是享受高质量音乐。然而，这种记录介质中所记录的一般的 数字信息(音乐信息)局限于通常由人耳能够感知到的频率范围内的信息，并且高于预定 频率的高频音乐信息被删除。例如，认为通常由人耳能够感知到的频率是20Hz 20kHz。音乐⑶所使用的采样 频率是44. 1kHz，并且由该⑶能够再现的频率范围是20kHz以下。如上所述，在⑶等的记 录介质中，频率比由人耳能够感知到的频率(20kHz)高的音乐信息被删除。然而，人耳可以将高于20kHz的高频分量感知为音色的差异。因此，许多用户表示 与从传统的模拟/音频设备输出的声音相比较，从高频分量被截除的数字音频设备输出的 声音的丰富度或穿透力较差。因而，如今提出了用于在数字音频设备中要再现的音乐中插 值高频音频信号、从而提高听众的满足感的方法(例如，参见专利文献1)。专利文献1所公开的高频插值装置在高频受限的音频信号中对预定上限频率进 行上采样，即对该信号的中央应用零阶插值，然后进行低通滤波处理从而去除高频信号以 进行下采样。此外，高频插值装置进行包络处理(envelope processing)，以允许音频信号 具有规定特性，由此实现高频插值。应用这种高频插值使得能够消除声音再现时高频范围不足的感觉。专利文献1 日本特开平9-23127 (第2-3页，图2)
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，在以上高频插值装置中对音频信号的预定上限频率进行上采样，使得采样 频率(采样速度)变为两倍以上。例如，在采样频率被设置为44. IkHz的音乐CD的情况 下，上采样频率变为两倍88. 2kHz。在采样频率被设置为96kHz的音乐DVD的情况下，上采 样频率变为两倍192kHz。当如上所述对高频范围进行上采样处理时，高频插值装置的处理 负荷增大，由此使得难以平滑地执行高频插值处理，并且增加了高频插值设备的成本。此外，频带已被限制的音频信号的有效带宽或频率级根据音频源的类型或者该音 频源的开头、末尾或高潮部分的再现位置而时刻变化。然而，高频插值装置没有考虑这种变 化。因此，当使用上述高频插值装置来实际进行高频插值时，频率特性的频谱可能不连续， 导致插值效果降低。考虑到以上问题而作出了本专利技术，并且本专利技术的目的是提供能够在不使上采样处 理时的采样速度(采样频率)增大的情况下、根据再现音乐生成频率特性的频谱以连续方 式显现的插值信号的高频插值装置。用于解决问题的方案为了解决以上问题，根据本专利技术的一个方面，提供了一种高频插值装置，包括频 带判断部件，用于根据音频信号的频率特性，将所述音频信号的带宽类型判断为针对各带 宽预先设置的频带判断值；以及插值信号生成部件，用于根据所述频带判断值选择高通滤 波器的滤波器系数，通过使用具有所选择的滤波器系数的高通滤波器进行所述音频信号的 滤波，并且生成针对所述音频信号的高频插值信号。此外，根据本专利技术的另一方面，提供了一种高频插值方法，包括以下步骤频带判 断步骤，其中，频带判断部件根据音频信号的频带特性，将所述音频信号的带宽类型判断为 针对各带宽预先设置的频带判断值；以及插值信号生成步骤，其中，插值信号生成部件根据 所述频带判断值选择高通滤波器的滤波器系数，通过使用具有所选择的滤波器系数的高通 滤波器进行所述音频信号的滤波，并且生成针对所述音频信号的高频插值信号。根据本专利技术的，基于频带判断值来选择高通滤波器 的滤波器系数，然后使用具有所选择的滤波器系数的高通滤波器进行音频信号的滤波，之 后生成针对该音频信号的高频插值信号，由此可以根据音频信号的带宽调整要生成的高频 插值信号，并且可以根据音频信号的带宽生成最佳的高频插值信号。因而，可以生成音频信 号的频率特性的频谱以连续方式显现的插值信号。此外，可以在没有不协调感的情况下向 要再现的音频信号添加声音的丰富度或穿透力，由此提高听众的满足感。本专利技术的高频插值装置还可以包括频率转换部，所述频率转换部件用于根据由所 述频带判断部件判断出的所述频带判断值，对由所述插值信号生成部件生成的插值信号进 行频率转换。本专利技术的高频插值方法还可以包括频率转换步骤，其中，频率转换部件根据在所 述频带判断步骤中判断出的所述频带判断值，对在所述插值信号生成步骤中生成的插值信 号进行频率转换。如上所述，根据本专利技术的，根据频带判断值进行插 值信号的频率转换，这使得可以根据音频信号的频率级来调整插值信号。因而，可以生成音 频信号的频率特性的频谱在频率级方面以连续方式显现的插值信号，并且可以在没有不协 调感的情况下向要再现的音频信号添加声音的丰富度或穿透力，由此提高听众的满足感。此外，在所述高频插值装置中，所述插值信号生成部件可以包括下采样部件，用 于对由所述高通滤波器已进行了所述音频信号的滤波的信号进行下采样处理；上采样部 件，用于对已进行了所述下采样处理的信号进行上采样处理；以及减法处理部件，用于从已 进行了所述上采样处理的信号减去由所述高通滤波器已进行了所述音频信号的滤波的信 号。 此外，在所述高频插值方法中，所述插值信号生成步骤可以包括以下步骤下采样 步骤，其中，下采样部件对由所述高通滤波器已进行了所述音频信号的滤波的信号进行下 采样处理；上采样步骤，其中，上采样部件对已进行了所述下采样处理的信号进行上采样处 理；以及减法处理步骤，其中，减法处理部件从已进行了所述上采样处理的信号减去由所述高通滤波器已进行了所述音频信号的滤波的信号。根据本专利技术的，进行下采样处理和上采样处理的信 号的采样速度(频率)不会增大至原始音频信号的采样速度(频率)的整数倍，由此抑制 了处理负荷。专利技术的效果 根据本专利技术的，可以根据音频信号的带宽来校正/ 调整插值信号的频带和频率级，从而使得可以生成音频信号的频率特性的频谱以连续方式 显现的插值信号。因而，可以在没有不协调感的情况下为要再现的高频带插值后的音频信 号增添声音的丰富度或穿透力，由此提高听众的满足感。此外，对采样速度(频率)与音频信号的采样速度(频率)相同的信号应用下采 样处理和上采样处理以生成插值信号，由此抑制生成插值信号时的处理负荷。附图说明图1是示出根据本专利技术实施例的高频插值装置的示意结构的框图。图2是示出根据本实施例的频率分析部的示意结构的框图。图3的(a)和(b)是示出根据本实施例的FFT部和阈值检测部的操作的示例的 图，其中，图3的(a)示出在将粉红噪声设置为音频信号的情况下的操作的示例，并且图3 的(b)示出在将音乐设置为音频信号的情况下的操作的示例。图4是示出根据本实施例的频带判断部判断频带判断值所使用的、通过频带分割 所获得的带宽的表。图5是示出随频率的倾斜而变化的偏移量的图。图6的(a)示出最大值被保持的图3 (a)的粉红噪声的频率特性、以及根据频率的 倾斜计算出的一阶回归分析曲线的示例，并且图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高频插值装置，包括：频带判断部件，用于根据音频信号的频率特性，将所述音频信号的带宽类型判断为针对各带宽预先设置的频带判断值；以及插值信号生成部件，用于根据所述频带判断值选择高通滤波器的滤波器系数，通过使用具有所选择的滤波器系数的高通滤波器进行所述音频信号的滤波，并且生成针对所述音频信号的高频插值信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：桥本武志，
申请(专利权)人：歌乐株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]