語(yǔ)音頻帶擴(kuò)展裝置和語(yǔ)音頻帶擴(kuò)展方法制造方法及圖紙

提供一種語(yǔ)音頻帶擴(kuò)展裝置和語(yǔ)音頻帶擴(kuò)展方法。將語(yǔ)音信號(hào)分離為提取噪聲信號(hào)和噪聲去除信號(hào)，分別針對(duì)提取噪聲信號(hào)和噪聲去除信號(hào)進(jìn)行擴(kuò)展頻帶的處理。語(yǔ)音頻帶擴(kuò)展裝置經(jīng)由通信線路接收帶寬受到限制的語(yǔ)音信號(hào)，對(duì)語(yǔ)音信號(hào)的頻帶進(jìn)行擴(kuò)展，其具有：信號(hào)分離部，其將語(yǔ)音信號(hào)分離為噪聲去除信號(hào)和提取噪聲信號(hào)；噪聲去除信號(hào)分量擴(kuò)展部，其補(bǔ)充頻帶高于噪聲去除信號(hào)的頻帶的信號(hào)，生成擴(kuò)展噪聲去除信號(hào)；提取噪聲信號(hào)分量擴(kuò)展部，其生成擴(kuò)展提取噪聲信號(hào)；信號(hào)強(qiáng)度調(diào)節(jié)部，其對(duì)擴(kuò)展噪聲去除信號(hào)和擴(kuò)展提取噪聲信號(hào)中的任一方或雙方的信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)節(jié)；以及信號(hào)合成處理部，其對(duì)調(diào)節(jié)后的擴(kuò)展噪聲去除信號(hào)和調(diào)節(jié)后的擴(kuò)展提取噪聲信號(hào)進(jìn)行合成。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及語(yǔ)音頻帶擴(kuò)展裝置和語(yǔ)音頻帶擴(kuò)展方法，特別涉及對(duì)頻帶受限制的語(yǔ)音信號(hào)補(bǔ)充更高頻帶的信號(hào)，由此進(jìn)行語(yǔ)音信號(hào)的頻帶擴(kuò)展的語(yǔ)音頻帶擴(kuò)展裝置和語(yǔ)音頻帶擴(kuò)展方法。
技術(shù)介紹
能夠在電話線路中傳送的語(yǔ)音信號(hào)的頻帶為0.3～3.4kHz。該語(yǔ)音信號(hào)的頻帶與人類講話的語(yǔ)音頻帶相比，具有相當(dāng)窄的帶寬。因此，從電話中聽(tīng)到的對(duì)方(說(shuō)話方)的聲音是發(fā)悶的聲音，聽(tīng)者聽(tīng)到感覺(jué)與說(shuō)話方原本的聲音稍微不同的聲音。因此，以往提出了專利文獻(xiàn)1所記載的電話裝置。在該電話裝置中，語(yǔ)音接收器經(jīng)由電話線路等傳送路徑，接收與說(shuō)話方原本的聲音相比帶寬較窄的語(yǔ)音信號(hào)。該電話裝置具有以下3個(gè)語(yǔ)音頻帶擴(kuò)展部：第1語(yǔ)音頻帶擴(kuò)展部，其使語(yǔ)音接收器接收到的窄帶寬的語(yǔ)音信號(hào)的頻率偏移到有聲區(qū)間的頻帶；第2語(yǔ)音頻帶擴(kuò)展部，其使窄帶寬的語(yǔ)音信號(hào)的頻率偏移到無(wú)聲區(qū)間的頻帶；以及第3語(yǔ)音頻帶擴(kuò)展部，其對(duì)因語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行窄帶化而消失的語(yǔ)音的低頻分量進(jìn)行偽復(fù)原，該電話裝置通過(guò)對(duì)由各語(yǔ)音頻帶擴(kuò)展部生成的語(yǔ)音進(jìn)行合成，由此，從受話器的揚(yáng)聲器輸出對(duì)窄帶語(yǔ)音進(jìn)行擴(kuò)展而得到的虛擬寬帶語(yǔ)音。這樣，現(xiàn)有的電話裝置生成將接收到的語(yǔ)音信號(hào)的頻帶擴(kuò)展到更高頻帶的語(yǔ)音信號(hào)(虛擬寬帶語(yǔ)音)，實(shí)現(xiàn)通話語(yǔ)音品質(zhì)的提高。【專利文獻(xiàn)1】日本特開(kāi)2003-256000公報(bào)(圖1、圖5)但是，在現(xiàn)有的電話裝置接收的語(yǔ)音信號(hào)中，除本來(lái)應(yīng)該擴(kuò)展的說(shuō)話方的聲音的語(yǔ)音信號(hào)(非噪聲信號(hào)、噪聲去除信號(hào))之外，還包含除此之外的作為噪聲的信號(hào)(噪聲信號(hào)、提取噪聲信號(hào))。因此，通過(guò)第1語(yǔ)音頻帶擴(kuò)展部、第2語(yǔ)音頻帶擴(kuò)展部和第3語(yǔ)音頻帶擴(kuò)展部對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行擴(kuò)展而生成的語(yǔ)音信號(hào)是在包含噪聲信號(hào)導(dǎo)致的異常聲音和刺耳的聲音等的狀態(tài)下進(jìn)行擴(kuò)展的。因此，現(xiàn)有的電話裝置原樣合成這些擴(kuò)展后的語(yǔ)音信號(hào)，所以，導(dǎo)致存在從受話器的揚(yáng)聲器輸出的語(yǔ)音品質(zhì)降低的問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)是為了解決以上問(wèn)題而完成的，其課題在于，提供如下的語(yǔ)音頻帶擴(kuò)展裝置和語(yǔ)音頻帶擴(kuò)展方法：將語(yǔ)音信號(hào)分離為提取噪聲信號(hào)和噪聲去除信號(hào)，分別針對(duì)提取噪聲信號(hào)和噪聲去除信號(hào)進(jìn)行擴(kuò)展頻帶的處理。為了解決所述課題，本專利技術(shù)的語(yǔ)音頻帶擴(kuò)展裝置經(jīng)由通信線路接收帶寬受到限制的語(yǔ)音信號(hào)，對(duì)所述語(yǔ)音信號(hào)的頻帶進(jìn)行擴(kuò)展，其構(gòu)成為，該語(yǔ)音頻帶擴(kuò)展裝置具有：信號(hào)分離部，其將所述語(yǔ)音信號(hào)分離為噪聲去除信號(hào)和提取噪聲信號(hào)；噪聲去除信號(hào)分量擴(kuò)展部，其補(bǔ)充頻帶高于所述噪聲去除信號(hào)的頻帶的信號(hào)，生成擴(kuò)展噪聲去除信號(hào)；提取噪聲信號(hào)分量擴(kuò)展部，其生成擴(kuò)展提取噪聲信號(hào)；信號(hào)強(qiáng)度調(diào)節(jié)部，其對(duì)所述擴(kuò)展噪聲去除信號(hào)和所述擴(kuò)展提取噪聲信號(hào)中的任一方或雙方的信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)節(jié)；以及信號(hào)合成處理部，其-->對(duì)所述調(diào)節(jié)后的擴(kuò)展噪聲去除信號(hào)和所述調(diào)節(jié)后的擴(kuò)展提取噪聲信號(hào)進(jìn)行合成。根據(jù)本專利技術(shù)，分離為噪聲去除信號(hào)和提取噪聲信號(hào)，進(jìn)行擴(kuò)展頻帶的處理，并能夠調(diào)節(jié)對(duì)噪聲去除信號(hào)的頻帶進(jìn)行擴(kuò)展后得到的擴(kuò)展噪聲去除信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度。能夠減小對(duì)提取噪聲信號(hào)的頻帶進(jìn)行擴(kuò)展后得到的擴(kuò)展提取噪聲信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度，所以，減少了不愉快的噪聲，提高了輸出語(yǔ)音的清晰度。并且，根據(jù)本專利技術(shù)，進(jìn)行補(bǔ)充頻帶高于接收到的語(yǔ)音信號(hào)的頻帶(頻帶為0.3～3.4kHz)的信號(hào)的處理，所以，能夠以擴(kuò)展到老年人和幼兒等傾聽(tīng)者也容易聽(tīng)取的頻帶的語(yǔ)音，來(lái)再現(xiàn)并輸出講話內(nèi)容。附圖說(shuō)明圖1是示出包含第1實(shí)施方式的語(yǔ)音頻帶擴(kuò)展裝置的通話系統(tǒng)的圖。圖2是示出第1實(shí)施方式的語(yǔ)音頻帶擴(kuò)展裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。圖3是分量分離部的框圖。圖4(a)是用戶U2發(fā)出的語(yǔ)音的一例的波形圖。(b)是噪聲去除信號(hào)SS0的波形圖。(c)是使其移動(dòng)并提取了高頻分量后的噪聲去除信號(hào)SS1的波形圖。(d)是帶通濾波處理后的噪聲去除信號(hào)SS2的波形圖。圖5是第1實(shí)施方式的語(yǔ)音頻帶擴(kuò)展裝置的處理動(dòng)作的流程圖。圖6是第1實(shí)施方式的語(yǔ)音頻帶擴(kuò)展裝置(分量分離部)的處理動(dòng)作的流程圖。圖7是示出第2實(shí)施方式的語(yǔ)音頻帶擴(kuò)展裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。圖8是第2實(shí)施方式的語(yǔ)音頻帶擴(kuò)展裝置的處理動(dòng)作的流程圖。圖9是第2實(shí)施方式的語(yǔ)音頻帶擴(kuò)展裝置的處理動(dòng)作的流程圖。圖10是示出第3實(shí)施方式的語(yǔ)音頻帶擴(kuò)展裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。圖11是第3實(shí)施方式的語(yǔ)音頻帶擴(kuò)展裝置(分量分離部)的處理動(dòng)作的流程圖。圖12是第3實(shí)施方式的語(yǔ)音頻帶擴(kuò)展裝置(信號(hào)判定部)的處理動(dòng)作的流程圖。圖13是第3實(shí)施方式的語(yǔ)音頻帶擴(kuò)展裝置(強(qiáng)度調(diào)節(jié)部)的處理動(dòng)作的流程圖。標(biāo)號(hào)說(shuō)明10：語(yǔ)音頻帶擴(kuò)展裝置；11：分量分離部；12：噪聲去除信號(hào)分量擴(kuò)展部；13：噪聲去除信號(hào)強(qiáng)度調(diào)節(jié)部；14：提取噪聲信號(hào)分量擴(kuò)展部；15：提取噪聲信號(hào)強(qiáng)度調(diào)節(jié)部；16：信號(hào)合成處理部；17：信號(hào)強(qiáng)度調(diào)節(jié)部；51：語(yǔ)音轉(zhuǎn)換器；53：語(yǔ)音數(shù)據(jù)接收器；Sin：輸入語(yǔ)音信號(hào)；SS：噪聲去除信號(hào)；ESS：擴(kuò)展噪聲去除信號(hào)；ASS：調(diào)節(jié)噪聲去除信號(hào)；NS：提取噪聲信號(hào)；ENS：擴(kuò)展提取噪聲信號(hào)；ANS：調(diào)節(jié)提取噪聲信號(hào)；Sout：語(yǔ)音頻帶擴(kuò)展語(yǔ)音信號(hào)。具體實(shí)施方式<第1實(shí)施方式>接著，適當(dāng)參照附圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明第1實(shí)施方式。[通話系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)]圖1示出在通話系統(tǒng)中使用第1實(shí)施方式的語(yǔ)音頻帶擴(kuò)展裝置的一例。圖1是示出通話系統(tǒng)的圖，示出用戶U1和用戶U2能夠使用通話系統(tǒng)1進(jìn)行通話的系統(tǒng)。通話系統(tǒng)1是如下的系統(tǒng)：電話線路或互聯(lián)網(wǎng)等的通信線路網(wǎng)6連接通話裝置5(5a)和通話目的地的-->通話裝置5(5b)，利用通話裝置5和通話目的地的通話裝置5進(jìn)行語(yǔ)音數(shù)據(jù)的收發(fā)。通話裝置5(5a、5b)在接收線路側(cè)具有：語(yǔ)音轉(zhuǎn)換器51，其進(jìn)行用戶U1發(fā)出的語(yǔ)音的輸入輸出；語(yǔ)音數(shù)據(jù)發(fā)送器52，其發(fā)送用戶U1發(fā)出的語(yǔ)音的語(yǔ)音數(shù)據(jù)；以及語(yǔ)音數(shù)據(jù)接收器53，其接收連接目的地的用戶U2發(fā)出的語(yǔ)音的語(yǔ)音數(shù)據(jù)，通話裝置5(5a、5b)還具有語(yǔ)音頻帶擴(kuò)展裝置10，該語(yǔ)音頻帶擴(kuò)展裝置10對(duì)語(yǔ)音數(shù)據(jù)進(jìn)行信號(hào)處理，提高從語(yǔ)音轉(zhuǎn)換器51輸出的語(yǔ)音的品質(zhì)。另外，通話裝置5能夠由省略圖示的具有CPU(Central?ProcessingUnit)、ROM(Read?Only?Memory)、RAM(Random?Access?Memory)、HDD(Hard?Disk?Drive)等的普通計(jì)算機(jī)構(gòu)成，能夠通過(guò)使計(jì)算機(jī)作為所述各單元發(fā)揮功能的程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。接著，圖2示出第1實(shí)施方式的語(yǔ)音頻帶擴(kuò)展裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。[語(yǔ)音頻帶擴(kuò)展裝置10]語(yǔ)音頻帶擴(kuò)展裝置10是如下的裝置：臨時(shí)將輸入語(yǔ)音信號(hào)Sin分離為噪聲去除信號(hào)SS和提取噪聲信號(hào)NS，進(jìn)行擴(kuò)展各個(gè)信號(hào)的頻率分量的處理后，對(duì)分量擴(kuò)展處理后的擴(kuò)展噪聲去除信號(hào)ESS和分量擴(kuò)展處理后的擴(kuò)展提取噪聲信號(hào)ENS進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)節(jié)處理，對(duì)它們(調(diào)節(jié)噪聲去除信號(hào)ASS和調(diào)節(jié)提取噪聲信號(hào)ANS)進(jìn)行合成，輸出語(yǔ)音頻帶擴(kuò)展語(yǔ)音信號(hào)Sout。如圖2所示，語(yǔ)音頻帶擴(kuò)展裝置10具有分量分離部11、噪聲去除信號(hào)分量擴(kuò)展部12、噪聲去除信號(hào)強(qiáng)度調(diào)節(jié)部13(信號(hào)強(qiáng)度調(diào)節(jié)部17)、提取噪聲信號(hào)分量擴(kuò)展部14、提取噪聲信號(hào)強(qiáng)度調(diào)節(jié)部15(信號(hào)強(qiáng)度調(diào)節(jié)部17)、以及信號(hào)合成處理部16。這里，噪聲是指疊加在期望的語(yǔ)音信號(hào)(用戶U1發(fā)出的語(yǔ)音)上的噪聲，語(yǔ)音信號(hào)的信號(hào)分量由有聲分量、無(wú)聲分量和噪聲分量構(gòu)成。[分量分離部11]分量分離部11是如下的處理本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種語(yǔ)音頻帶擴(kuò)展裝置，該語(yǔ)音頻帶擴(kuò)展裝置經(jīng)由通信線路接收帶寬受到限制的語(yǔ)音信號(hào)，對(duì)所述語(yǔ)音信號(hào)的頻帶進(jìn)行擴(kuò)展，其特征在于，該語(yǔ)音頻帶擴(kuò)展裝置具有：信號(hào)分離部，其將所述語(yǔ)音信號(hào)分離為從所述語(yǔ)音信號(hào)的頻率分量中去除了噪聲后的噪聲去除信號(hào)、以及從所述語(yǔ)音信號(hào)的頻率分量中去除了所述噪聲去除信號(hào)的頻率分量后的提取噪聲信號(hào)；噪聲去除信號(hào)分量擴(kuò)展部，其對(duì)所述噪聲去除信號(hào)補(bǔ)充頻帶高于所述噪聲去除信號(hào)的頻帶的信號(hào)，生成擴(kuò)展噪聲去除信號(hào)；提取噪聲信號(hào)分量擴(kuò)展部，其對(duì)所述提取噪聲信號(hào)補(bǔ)充頻帶高于所述提取噪聲信號(hào)的頻帶的信號(hào)，生成擴(kuò)展提取噪聲信號(hào)；信號(hào)強(qiáng)度調(diào)節(jié)部，其對(duì)所述擴(kuò)展噪聲去除信號(hào)和所述擴(kuò)展提取噪聲信號(hào)中的任一方或雙方的信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)節(jié)；以及信號(hào)合成處理部，其對(duì)由所述信號(hào)強(qiáng)度調(diào)節(jié)部進(jìn)行調(diào)節(jié)后的所述擴(kuò)展噪聲去除信號(hào)和所述擴(kuò)展提取噪聲信號(hào)進(jìn)行合成。

【技術(shù)特征摘要】
JP 2009-9-29 2009-2255721.一種語(yǔ)音頻帶擴(kuò)展裝置，該語(yǔ)音頻帶擴(kuò)展裝置經(jīng)由通信線路接收帶寬受到限制的語(yǔ)音信號(hào)，對(duì)所述語(yǔ)音信號(hào)的頻帶進(jìn)行擴(kuò)展，其特征在于，該語(yǔ)音頻帶擴(kuò)展裝置具有：信號(hào)分離部，其將所述語(yǔ)音信號(hào)分離為從所述語(yǔ)音信號(hào)的頻率分量中去除了噪聲后的噪聲去除信號(hào)、以及從所述語(yǔ)音信號(hào)的頻率分量中去除了所述噪聲去除信號(hào)的頻率分量后的提取噪聲信號(hào)；噪聲去除信號(hào)分量擴(kuò)展部，其對(duì)所述噪聲去除信號(hào)補(bǔ)充頻帶高于所述噪聲去除信號(hào)的頻帶的信號(hào)，生成擴(kuò)展噪聲去除信號(hào)；提取噪聲信號(hào)分量擴(kuò)展部，其對(duì)所述提取噪聲信號(hào)補(bǔ)充頻帶高于所述提取噪聲信號(hào)的頻帶的信號(hào)，生成擴(kuò)展提取噪聲信號(hào)；信號(hào)強(qiáng)度調(diào)節(jié)部，其對(duì)所述擴(kuò)展噪聲去除信號(hào)和所述擴(kuò)展提取噪聲信號(hào)中的任一方或雙方的信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)節(jié)；以及信號(hào)合成處理部，其對(duì)由所述信號(hào)強(qiáng)度調(diào)節(jié)部進(jìn)行調(diào)節(jié)后的所述擴(kuò)展噪聲去除信號(hào)和所述擴(kuò)展提取噪聲信號(hào)進(jìn)行合成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的語(yǔ)音頻帶擴(kuò)展裝置，其特征在于，所述噪聲去除信號(hào)分量擴(kuò)展部在生成所述擴(kuò)展噪聲去除信號(hào)時(shí)，使所述噪聲去除信號(hào)的頻帶移動(dòng)到高于所述噪聲去除信號(hào)的頻帶的頻帶，對(duì)該移動(dòng)后的信號(hào)和所述噪聲去除信號(hào)進(jìn)行合成，使得所述移動(dòng)后的信號(hào)的頻帶中的所述合成得到的信號(hào)的強(qiáng)度隨著頻率變高而衰減，所述提取噪聲信號(hào)分量擴(kuò)展部在生成所述擴(kuò)展提取噪聲信號(hào)時(shí)，使所述提取噪聲信號(hào)的頻帶移動(dòng)到高于所述提取噪聲信號(hào)的頻帶的頻帶，對(duì)該移動(dòng)后的信號(hào)和所述提取噪聲信號(hào)進(jìn)行合成，使得所述移動(dòng)后的信號(hào)的頻帶中的所述合成得到的信號(hào)的強(qiáng)度隨著頻率變高而衰減。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的語(yǔ)音頻帶擴(kuò)展裝置，其特征在于，所述信號(hào)強(qiáng)度調(diào)節(jié)部具有：噪聲去除信號(hào)強(qiáng)度調(diào)節(jié)部，其對(duì)所述擴(kuò)展噪聲去除信號(hào)整體的信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使所述擴(kuò)展噪聲去除信號(hào)的最大信號(hào)強(qiáng)度成為規(guī)定值；以及提取噪聲信號(hào)強(qiáng)度調(diào)節(jié)部，其對(duì)所述擴(kuò)展提取噪聲信號(hào)整體的信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使所述擴(kuò)展提取噪聲信號(hào)的最大信號(hào)強(qiáng)度成為小于所述規(guī)定值的值。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的語(yǔ)音頻帶擴(kuò)展裝置，其特征在于，所述信號(hào)強(qiáng)度調(diào)節(jié)部具有：噪聲去除信號(hào)強(qiáng)度測(cè)定部，其測(cè)定所述擴(kuò)展噪聲去除信號(hào)的強(qiáng)度；提取噪聲信號(hào)強(qiáng)度測(cè)定部，其測(cè)定所述擴(kuò)展提取噪聲信號(hào)的強(qiáng)度；強(qiáng)度調(diào)節(jié)部，其對(duì)所述擴(kuò)展噪聲去除信號(hào)的強(qiáng)度和所述擴(kuò)展提取噪聲信號(hào)的強(qiáng)度進(jìn)行比較，生成使所述擴(kuò)展提取噪聲信號(hào)的強(qiáng)度小于所述擴(kuò)展噪聲去除信號(hào)的強(qiáng)度的噪聲去除信號(hào)強(qiáng)度調(diào)節(jié)信息和提取噪聲信號(hào)強(qiáng)度調(diào)節(jié)信息；噪聲去除信號(hào)強(qiáng)度調(diào)節(jié)部，其利用所述噪聲去除信號(hào)強(qiáng)度調(diào)節(jié)信息來(lái)調(diào)節(jié)所述擴(kuò)展噪聲去除信號(hào)的強(qiáng)度；以及提取噪聲信號(hào)強(qiáng)度調(diào)節(jié)部，其利用所述提取噪聲信號(hào)強(qiáng)度調(diào)節(jié)信息來(lái)調(diào)節(jié)所述擴(kuò)展提取噪聲信號(hào)的強(qiáng)度。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的語(yǔ)音頻帶擴(kuò)展裝置，其特征在于，所述語(yǔ)音頻帶擴(kuò)展裝置還具有信號(hào)判定部，該信號(hào)判定部使用自相關(guān)函數(shù)來(lái)計(jì)算所述噪聲去除信號(hào)在峰值振幅最大時(shí)的最大延遲時(shí)間，判定所述最大延遲時(shí)間是否在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，如果所述最大延遲時(shí)間在所述規(guī)定時(shí)間內(nèi)，則所述強(qiáng)度調(diào)節(jié)部生成使所述擴(kuò)展提取噪聲信號(hào)的...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：田代厚史，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：沖電氣工業(yè)株式會(huì)社，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：JP[日本]