JP5197278B2 - High range complementer - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high frequency complementing device capable of performing complementing processing according to a deleted high frequency component with respect to an audio signal from which audio information of a high frequency band has been deleted. <P>SOLUTION: A high frequency complementing device 7 includes: a high pass filter means 10 which extracts an audio signal in a frequency band from a frequency lower than a prescribed frequency to the prescribed frequency, from an audio signal from which audio information of frequencies higher than the prescribed frequency has been deleted; a down sampling processing means 20 which subjects the extracted audio signal to down sampling processing; an up sampling means 22 which subjects the audio signal subjected to the down sampling processing, to up sampling processing; and complement signal generation means 12, 13, and 14 which generate a complement signal having at least a band width from the prescribed frequency to a frequency higher than the prescribed frequency, on the basis of the audio signal subjected to the up sampling processing. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、高域補完装置に関し、より詳細には、データ圧縮等に伴って高域の周波数帯域に制限が加えられたオーディオ信号に対して、高域周波数帯域における補完処理を行うことが可能な高域補完装置に関する。   The present invention relates to a high-frequency complement device, and more specifically, it is possible to perform complement processing in a high-frequency band for an audio signal that is restricted in the high-frequency band due to data compression or the like. Related to a high-frequency supplement device.

今日では、従来のレコードのようなアナログ信号により記録された音楽を聴くことよりも、ＣＤやＤＶＤ等のようにデジタル信号により記録された音楽を聴くことの方が多い。さらに、ＣＤやＤＶＤのような記録媒体を用いて提供される音楽だけでなく、インターネットなどを介して、デジタル信号化された音楽データ（オーディオ信号）を直接取得（購入）して、携帯用の音楽再生装置により音楽を聴くことも多くなっている。   Nowadays, it is more often to listen to music recorded with digital signals such as CDs and DVDs than to listen to music recorded with analog signals like conventional records. Furthermore, not only music provided using recording media such as CDs and DVDs, but also music data (audio signals) converted into digital signals can be directly acquired (purchased) via the Internet or the like for portable use. Listening to music using music playback devices is also increasing.

このように、さまざまな形でデジタル信号化された音楽を聴取する機会が多くなっているが、そのデジタル音楽の提供方法の多様化に応じて、デジタル信号化された音楽データのデータ形式も多種多様なものとなっている。   In this way, there are increasing opportunities to listen to music that has been converted into digital signals in various forms, but in accordance with the diversification of the methods for providing digital music, there are a variety of data formats for digitalized music data. It is diverse.

一般に、デジタル信号化された音楽データ（デジタルオーディオ信号）は、データ量の低減を目的として、人間が聴取できない周波数帯域のデータ、例えば高域のオーディオ情報を削除してデータの圧縮処理が行われている。削除される高域の音楽情報は、人間の耳で聴取することができない周波数帯域であるため、デジタルオーディオ信号に基づいて音楽を再生させて音楽の聴取を行っても、聴覚的に高域における音響感覚に何ら差異は生じないはずである。   In general, music data (digital audio signals) converted into digital signals are subjected to data compression processing by deleting data in a frequency band that cannot be heard by humans, for example, high-frequency audio information, in order to reduce the amount of data. ing. Since the high-frequency music information to be deleted is a frequency band that cannot be heard by human ears, even if the music is played back based on the digital audio signal, There should be no difference in the acoustic sense.

しかしながら、現実には、高域周波数のオーディオ情報が削除されたアナログ信号に基づいて音楽の聴取を行うと、高域周波数のオーディオ情報が削除されていないアナログ信号に比べて、高域の感覚に物足りなさなどを感じることが多く、アナログ信号で音楽の聴取を行う場合よりも、音質の低下を感じてしまう場合もあった。   However, in reality, listening to music based on analog signals from which high-frequency audio information has been deleted is more sensitive to high frequencies than analog signals from which high-frequency audio information has not been deleted. In many cases, the user feels unsatisfactory. In some cases, the user feels the sound quality is lower than when listening to music using analog signals.

このため、今日では、デジタルオーディオ信号の高域のデータを補完することにより、良好な高域周波数成分を備えた音楽を、聴取者に提供する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。   For this reason, today, a method has been proposed in which high-frequency data of a digital audio signal is complemented to provide music with a good high-frequency component to the listener (see, for example, Patent Document 1). ).

特許文献１に示す方法では、ヒルベルト変換回路を用いて、オーディオ信号の実部と虚部を取り出した後に、自乗回路、加算回路、平方根回路などにより、包絡成分を取り出し、さらに、ハイパスフィルタにより包絡成分の高調波成分を取り出すことにより、高域周波数成分の補完信号の生成を行っている。
特開２００７−２５４８０号公報（第４−５頁、第１図） In the method shown in Patent Document 1, the real part and the imaginary part of an audio signal are extracted using a Hilbert transform circuit, and then an envelope component is extracted by a square circuit, an adder circuit, a square root circuit, etc. By extracting the harmonic component of the component, a complementary signal for the high frequency component is generated.
JP 2007-25480 A (page 4-5, FIG. 1)

ところで、一般に、圧縮されたデジタルオーディオ信号の帯域幅は、ＭＰ３（MPEG Audio Layer-3）や、ＷＭＡ（Windows（登録商標） Media Audio）や、ＡＣＣ（Advanced Audio Coding：登録商標）などの圧縮方式、サンプリングレート、圧縮後のビットレートなどによって変化する。   Incidentally, in general, the bandwidth of a compressed digital audio signal is a compression method such as MP3 (MPEG Audio Layer-3), WMA (Windows (registered trademark) Media Audio), or ACC (Advanced Audio Coding: registered trademark). Varies depending on sampling rate, bit rate after compression, and the like.

このように圧縮方式、サンプリングレート、ビットレートにより、高域の音楽データが削除された周波数帯域（オーディオ信号の帯域幅）が変化する。このため、特許文献１に示すように、固定した周波数帯域の補完信号を生成し、高域のオーディオ情報が削除されたオーディオ信号とこの補完信号とを合成すると、周波数特性においてスペクトルが不連続となってしまう可能性があり、高域補完効果を十分に反映させることができないという問題があった。   Thus, the frequency band (band width of the audio signal) from which the high-frequency music data is deleted changes depending on the compression method, sampling rate, and bit rate. For this reason, as shown in Patent Document 1, when a complementary signal in a fixed frequency band is generated and the audio signal from which high-frequency audio information is deleted and this complementary signal are combined, the spectrum is discontinuous in the frequency characteristics. There is a problem that the high frequency supplementation effect cannot be sufficiently reflected.

さらに、デジタルオーディオ信号の所定帯域において、デジタル信号処理を用いてヒルベルト変換を実行するためには、数十タップのＦＩＲフィルタ（Finite Impulse Response Filter）が必要となってしまうため、信号処理の負担が増大してしまうという問題があった。   Furthermore, in order to perform Hilbert transform using digital signal processing in a predetermined band of a digital audio signal, an FIR filter (Finite Impulse Response Filter) with several tens of taps is required, and thus the burden of signal processing is increased. There was a problem of increasing.

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、高域の周波数帯域のオーディオ情報が削除されたオーディオ信号に対して、削除された高域周波数成分に応じた補完処理を行うことが可能な高域補完装置を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above-described problem, and it is possible to perform a complementing process corresponding to a deleted high frequency component on an audio signal from which audio information of a high frequency band has been deleted. It is an object to provide a high-frequency complement device.

上記課題を解決するために、本発明に係る高域補完装置は、所定周波数よりも高域のオーディオ情報が削除されたオーディオ信号より、前記所定周波数より低い周波数から前記所定周波数までの周波数帯域におけるオーディオ信号を抽出するハイパスフィルタ手段と、該ハイパスフィルタ手段により抽出されたオーディオ信号に対してダウンサンプリング処理を施すダウンサンプリング処理手段と、該ダウンサンプリング処理手段によりダウンサンプリング処理が施されたオーディオ信号に対してアップサンプリング処理を施すアップサンプリング手段と、該アップサンプリング手段によりアップサンプリング処理が施されたオーディオ信号に対してハイパスフィルタ処理およびローパスフィルタ処理を施すことにより、前記所定周波数から当該所定周波数より高域の周波数までの帯域幅を少なくとも備えた補完信号を生成する補完信号生成手段とを備えたことを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, a high frequency complement apparatus according to the present invention has a frequency band from a frequency lower than the predetermined frequency to the predetermined frequency from an audio signal from which audio information in a frequency higher than the predetermined frequency is deleted. High-pass filter means for extracting an audio signal, down-sampling processing means for performing down-sampling processing on the audio signal extracted by the high-pass filter means, and audio signal subjected to down-sampling processing by the down-sampling processing means Upsampling means for performing upsampling processing on the audio signal, and applying high-pass filter processing and low-pass filter processing to the audio signal subjected to upsampling processing by the upsampling means, from the predetermined frequency Characterized in that a complementary signal generating means for generating at least includes a complementary signal bandwidth to the high band frequency than the predetermined frequency.

本発明に係る高域補完装置によれば、高域のオーディオ情報の削除が行われた所定周波数を基準として、所定周波数より低い周波数から所定周波数までの周波数帯域を備えたオーディオ信号を抽出し、この所定周波数帯域のオーディオ信号を利用して、所定周波数から当該所定周波数より高域の周波数までの帯域幅を少なくとも備えた補完信号を生成することにより、所定周波数近傍のオーディオ信号を利用して所定周波数よりも高域の補完信号を生成することができる。   According to the high frequency interpolation device according to the present invention, with reference to a predetermined frequency from which high frequency audio information has been deleted, an audio signal having a frequency band from a frequency lower than the predetermined frequency to a predetermined frequency is extracted, By using the audio signal in the predetermined frequency band and generating a complementary signal having at least a bandwidth from the predetermined frequency to a frequency higher than the predetermined frequency, the audio signal in the vicinity of the predetermined frequency is used to generate the predetermined signal. A complementary signal having a frequency higher than the frequency can be generated.

このように、オーディオ情報の削除が行われた所定周波数近傍のオーディオ信号を利用して補完信号が生成されるので、補完信号を高域のオーディオ情報が削除されたオーディオ信号に合成する場合において、補完信号により聴覚的な違和感が生じてしまうことを防止することができる。   In this way, since the complementary signal is generated using the audio signal in the vicinity of the predetermined frequency from which the audio information has been deleted, in the case of synthesizing the complementary signal with the audio signal from which the high-frequency audio information has been deleted, It is possible to prevent a sense of incongruity from occurring due to the complementary signal.

また、補完信号は、少なくとも所定周波数から当該所定周波数より高域の周波数までの帯域幅を備えているため、高域のオーディオ情報が削除されたオーディオ信号に補完信号を合成した場合に、構成されたオーディオ信号のスペクトル状態が連続した状態となる。このため、欠落した周波数成分が発生しないように連続的な高域補完を行うことが可能となる。   Further, since the complementary signal has a bandwidth from at least a predetermined frequency to a frequency higher than the predetermined frequency, it is configured when the complementary signal is synthesized with an audio signal from which high-frequency audio information has been deleted. The spectral state of the audio signal becomes a continuous state. For this reason, it is possible to perform continuous high-frequency interpolation so that missing frequency components do not occur.

さらに、ハイパスフィルタ手段により抽出された所定周波数近傍のオーディオ信号に対してダウンサンプリング処理を施し、ダウンサンプリング処理が施されたオーディオ信号に対してアップサンプリング処理を施すことにより、所定周波数近傍のオーディオ情報を備えたオーディオ信号が低域から高域まで連続的に複数コピーされて折り返し状態（エイリアシング）となる。このため、所定周波数近傍のオーディオ情報を備えて折り返されたオーディオ信号を用いて、所定周波数から当該所定周波数より高域の周波数までの帯域幅を少なくとも備えた補完信号を生成することにより、高域のオーディオ情報が削除されたオーディオ信号と補完信号とを合成させた場合に、オーディオ情報の出力が連続した状態となりやすく、聴覚的にも違和感のない高域補完を実現することが可能となる。   Furthermore, audio information in the vicinity of a predetermined frequency is obtained by performing a downsampling process on the audio signal in the vicinity of the predetermined frequency extracted by the high-pass filter means and performing an upsampling process on the audio signal in which the downsampling process has been performed. Are continuously copied from the low frequency range to the high frequency range, and the aliased state is obtained. For this reason, by using the audio signal folded with audio information in the vicinity of the predetermined frequency, a complementary signal having at least a bandwidth from the predetermined frequency to a frequency higher than the predetermined frequency is generated. When the audio signal from which the audio information is deleted and the complementary signal are synthesized, the output of the audio information is likely to be continuous, and high-frequency complementation that is not audibly strange can be realized.

また、本発明に係る高域補完装置によれば、ハイパスフィルタ手段、ダウンサンプリング処理手段、アップサンプリング手段、補完信号生成手段により補完信号を生成することができ、これらの構成は、数タップのＩＩＲフィルタ等を用いた簡易な構成により実現することができる。このため、信号処理の負担軽減を実現することが可能となり、高価なプロセッサなどを用いる必要がないという効果を奏する。   In addition, according to the high-frequency interpolation apparatus according to the present invention, the complementary signal can be generated by the high-pass filter unit, the down-sampling processing unit, the up-sampling unit, and the complementary signal generation unit. This can be realized by a simple configuration using a filter or the like. For this reason, it is possible to reduce the burden of signal processing, and there is an effect that it is not necessary to use an expensive processor.

また、上記高域補完装置は、前記所定周波数に基づいて、前記ハイパスフィルタ手段において設定されるカットオフ周波数と、前記補完信号生成手段において前記ハイパスフィルタ処理および前記ローパスフィルタ処理を施す場合に設定されるカットオフ周波数とを設定するパラメータ設定手段を備えるものであってもよい。   Further, the high-frequency interpolation device is set when the cutoff frequency set in the high-pass filter unit and the high-pass filter process and the low-pass filter process are performed in the complementary signal generation unit based on the predetermined frequency. There may be provided parameter setting means for setting the cutoff frequency.

このように、本発明に係る高域補完装置によれば、パラメータ設定手段が、所定周波数に基づいて、ハイパスフィルタ手段において設定されるカットオフ周波数と、補完信号生成手段においてハイパスフィルタ処理およびローパスフィルタ処理を施す場合に設定されるカットオフ周波数とを設定することにより、オーディオ情報の削除が行われた所定周波数に応じて、補完信号の生成される周波数帯域を調整することが可能となる。   As described above, according to the high-frequency interpolation apparatus according to the present invention, the parameter setting unit includes the cutoff frequency set in the high-pass filter unit based on the predetermined frequency, and the high-pass filter process and the low-pass filter in the complementary signal generation unit. By setting the cutoff frequency that is set when processing is performed, the frequency band in which the complementary signal is generated can be adjusted according to the predetermined frequency from which the audio information has been deleted.

一般に、オーディオ信号をデジタル圧縮処理する場合において、聴覚的に識別することが困難となる高域周波数帯域のオーディオ情報を削除することが多い。しかしながら、このようにオーディオ信号の圧縮処理を行う場合であっても、オーディオ情報が削除される周波数帯域は、その圧縮方式、ビットレート、サンプリングレート等によって変動する傾向がある。このため、変動する周波数帯域に応じて、パラメータ設定手段が各フィルタ処理におけるカットオフ周波数を設定することにより、オーディオ信号に応じて最適な補完信号を生成することができる。   Generally, when digital compression processing is performed on an audio signal, audio information in a high frequency band that is difficult to be audibly identified is often deleted. However, even when audio signal compression processing is performed in this manner, the frequency band from which audio information is deleted tends to vary depending on the compression method, bit rate, sampling rate, and the like. For this reason, the parameter setting means sets the cutoff frequency in each filter process according to the fluctuating frequency band, so that an optimal complementary signal can be generated according to the audio signal.

さらに、上述した高域補完装置において、前記パラメータ設定手段が、前記所定周波数に基づいて、前記ダウンサンプリング処理において設定されるサンプリング変換レートの値と、前記アップサンプリング処理において設定されるサンプリング変換レートの値とを設定するものであってもよい。   Further, in the above-described high-frequency complementing device, the parameter setting unit may calculate a sampling conversion rate value set in the down-sampling process and a sampling conversion rate set in the up-sampling process based on the predetermined frequency. A value may be set.

このように、本発明に係る高域補完装置によれば、パラメータ設定手段が、所定周波数に基づいて、ダウンサンプリング処理において設定されるサンプリング変換レートの値と、アップサンプリング処理において設定されるサンプリング変換レートの値とを設定することにより、設定されたサンプリング変換レートの値に応じて、所定周波数近傍のオーディオ情報を備えたオーディオ信号の折り返し状態（繰り返し回数）を変更することができる。このため、所定周波数の値に応じて、補完信号を生成するために用いられるオーディオ信号の折り返し回数を調整することが可能となる。   As described above, according to the high frequency interpolation device of the present invention, the parameter setting means uses the sampling conversion rate value set in the downsampling process and the sampling conversion set in the upsampling process based on the predetermined frequency. By setting the rate value, the folded state (number of repetitions) of the audio signal having audio information in the vicinity of the predetermined frequency can be changed according to the set sampling conversion rate value. For this reason, it is possible to adjust the number of times of folding of the audio signal used for generating the complementary signal according to the value of the predetermined frequency.

例えば、所定周波数の値が高い場合におけるサンプリング変換レートの値を、所定周波数の値が低い場合におけるサンプリング変換レートの値よりも小さな値とすることにより、所定周波数の値が高い場合におけるオーディオ信号の繰り返し回数を、所定周波数の値が低い場合におけるオーディオ信号の繰り返し回数よりも少なくすることができる。このように、オーディオ情報の削除が行われた周波数の値が高い値である場合に、生成され得る補完信号における折り返し現象の繰り返し回数を少なくすることにより、削除される直前の周波数帯域におけるオーディオ信号の信号特性を広い帯域幅で利用することができる。   For example, the value of the sampling conversion rate when the value of the predetermined frequency is high is set to a value smaller than the value of the sampling conversion rate when the value of the predetermined frequency is low. The number of repetitions can be made smaller than the number of repetitions of the audio signal when the value of the predetermined frequency is low. In this way, when the frequency value from which the audio information has been deleted is a high value, the audio signal in the frequency band immediately before being deleted is reduced by reducing the number of repetitions of the folding phenomenon in the complementary signal that can be generated. Can be utilized with a wide bandwidth.

本発明に係る高域補完装置によれば、オーディオ情報の削除が行われた所定周波数近傍のオーディオ情報を利用して補完信号が生成されるので、補完信号を高域のオーディオ情報が削除されたオーディオ信号に合成する場合において、補完信号により聴覚的な違和感が生じてしまうことを防止することができる。   According to the high frequency interpolation device of the present invention, the complementary signal is generated using the audio information in the vicinity of the predetermined frequency from which the audio information has been deleted, so the high frequency audio information is deleted from the complementary signal. In the case of synthesis with an audio signal, it is possible to prevent an auditory sense of incongruity from occurring due to the complementary signal.

また、補完信号は、少なくとも所定周波数から当該所定周波数より高域の周波数までの帯域幅を備えているため、補完信号を高域のオーディオ情報が削除されたオーディオ信号に合成した場合に、構成されたオーディオ情報のスペクトル状態が連続した状態となる。このため、高域周波数において欠落した周波数帯域が生ずることなく連続的に高域補完を行うことが可能となる。   Further, since the complementary signal has a bandwidth from at least a predetermined frequency to a higher frequency than the predetermined frequency, it is configured when the complementary signal is synthesized with an audio signal from which high-frequency audio information has been deleted. The spectral state of the audio information becomes a continuous state. For this reason, it is possible to perform high-frequency interpolation continuously without generating a missing frequency band in the high-frequency.

さらに、本発明に係る高域補完装置によれば、補完信号の生成処理を、ハイパスフィルタ手段、ダウンサンプリング処理手段、アップサンプリング手段、補完信号生成手段を用いて実行することができ、これらの構成は、数タップのＩＩＲフィルタ等を用いた簡易な構成で実現することができる。このため、本発明に係る高域補完装置では、信号処理の負担軽減を実現することが可能となり、また、高価なプロセッサなどを用いる必要がなくなる。   Furthermore, according to the high-frequency interpolation apparatus according to the present invention, the generation process of the complementary signal can be executed using the high-pass filter means, the down-sampling processing means, the up-sampling means, and the complementary signal generation means. Can be realized with a simple configuration using an IIR filter of several taps or the like. For this reason, in the high frequency interpolation apparatus according to the present invention, it is possible to reduce the burden of signal processing, and it is not necessary to use an expensive processor.

以下、本発明に係る高域補完装置を備えたオーディオ再生装置について、図面を用いて詳細に説明を行う。   Hereinafter, an audio reproducing apparatus including a high frequency complementing apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

なお、本発明に係る高域補完装置を備えたオーディオ再生装置は、家庭に設置されるオーディオ再生装置であってもよく、携帯用オーディオ再生機器であってもよいが、車載用のオーディオ再生装置に用いることが好適であるといえる。   Note that the audio playback device provided with the high-frequency complement device according to the present invention may be an audio playback device installed at home or a portable audio playback device. It can be said that it is suitable to use for.

車室内は、車の駆動音や走行ノイズなどによりさまざまな騒音が発生する。このような環境において音楽の再生を行う車載用オーディオ再生装置では、騒音等により聴取される音楽が阻害されないように、低域や高域のレベルを強調するためのイコライザー機能等を備えるものが多く存在する。特に、車室が閉鎖された空間であることから、このようにオーディオ信号の低域や高域を強調することにより、音楽の臨場感を高めることが可能となる。   Various noises are generated in the passenger compartment due to driving noise and running noise of the car. In-vehicle audio playback devices that play music in such an environment often have an equalizer function for emphasizing the low and high frequencies so that the music listened to by noise or the like is not obstructed. Exists. In particular, since the vehicle compartment is a closed space, it is possible to enhance the realism of music by emphasizing the low and high frequencies of the audio signal in this way.

このように高域を強調する場合において、圧縮されたデジタルオーディオ信号では、その圧縮方式に応じて高域部分のオーディオ情報が削除される可能性がある。このため、高域の強調をより効果的にするためにも、高域の補完を行うことが好ましい。   In the case of emphasizing the high frequency in this way, in the compressed digital audio signal, there is a possibility that the audio information of the high frequency part is deleted according to the compression method. For this reason, in order to enhance the high frequency more effectively, it is preferable to complement the high frequency.

さらに、車載用のオーディオ再生装置では、車内の限られた空間にスピーカ等が設置されることになるため、その設置位置に制限が生じる。特に、車載用のスピーカ等では、できる限り小型、軽量なものを設置することが多いため、高域の再生特性の劣ったスピーカを採用することが多かった。このため、ユーザにとっては、車内で音楽を聴取する場合に、高域の再生特性が不十分であると感じられる場合があり、音質に不満を生じやすい傾向があるという傾向がある。   Furthermore, in the in-vehicle audio reproduction apparatus, since a speaker or the like is installed in a limited space in the vehicle, the installation position is limited. In particular, in-vehicle speakers and the like are often installed as small and light as possible, so that a speaker having inferior high-frequency reproduction characteristics is often used. For this reason, when listening to music in a car, the user may feel that the high frequency reproduction characteristics are insufficient, and the user tends to be dissatisfied with the sound quality.

このため、本発明に係る高域補完装置を備えたオーディオ再生装置は、車載用のオーディオ再生装置に用いることが好適であるといえる。   For this reason, it can be said that the audio reproducing apparatus provided with the high frequency complementing apparatus according to the present invention is preferably used for an in-vehicle audio reproducing apparatus.

図１は、本発明に係る高域補完装置を備えたオーディオ再生装置を示したブロック図である。オーディオ再生装置１は、オーディオ再生部２と、高域補完部（高域補完装置）３と、オーディオ出力部４と、操作部５と、制御部６と、帯域幅設定部（高域補完装置）７とを有している。   FIG. 1 is a block diagram showing an audio reproducing apparatus provided with a high frequency complementing apparatus according to the present invention. The audio playback device 1 includes an audio playback unit 2, a high frequency complementing unit (high frequency complementing device) 3, an audio output unit 4, an operation unit 5, a control unit 6, and a bandwidth setting unit (high frequency complementing device). 7).

なお、図１に示す黒矢印は、制御部６からオーディオ再生部２、高域補完部３、操作部５および帯域幅設定部７に対する制御信号の入出力状態を示しており、白矢印は、アナログ再生部により出力される高域補完前の（アナログ）オーディオ信号の入出力状態、および高域補完部３により高域補完がなされた後の（アナログ）オーディオ信号の入出力状態を示している。   In addition, the black arrow shown in FIG. 1 has shown the input / output state of the control signal from the control part 6 to the audio reproduction part 2, the high frequency complement part 3, the operation part 5, and the bandwidth setting part 7, The input / output state of the (analog) audio signal before high-frequency interpolation output by the analog playback unit and the input / output state of the (analog) audio signal after high-frequency interpolation by the high-frequency interpolation unit 3 are shown. .

オーディオ再生部２は、ＣＤ、ＭＤ、ＤＶＤなどの所定のメディアから所定圧縮方式で圧縮処理されたデジタルオーディオ信号を読み出してアナログのオーディオ信号に変換（デコード処理）した後に再生（出力）する機能を有している。具体的にオーディオ再生部２では、制御部６からの指示に従って、再生対象とするメディアの選択、読み出した音楽情報の再生、一時停止、停止などの処理が行われる。   The audio reproducing unit 2 has a function of reading out a digital audio signal compressed by a predetermined compression method from a predetermined medium such as a CD, MD, or DVD, converting it into an analog audio signal (decoding process), and reproducing (outputting) the digital audio signal. Have. Specifically, the audio playback unit 2 performs processing such as selection of media to be played back, playback of the read music information, pause, and stop in accordance with instructions from the control unit 6.

なお、制御部６からオーディオ再生部２に対して、オーディオ信号の再生制御が行われた場合、オーディオ再生部２では、メディアから読み出されたデジタルオーディオデータの拡張子情報に基づいて、あるいはデジタルオーディオデータのヘッダ部分に記録される情報に基づいて、オーディオ信号の圧縮方式を判断する。本実施の形態に係るオーディオ再生部２では、ＷＭＡ（Windows（登録商標） Media Audio）、ＭＰ３（MPEG Audio Layer-3）、ＡＡＣ（Advanced Audio Coding：登録商標）、ＨＥ−ＡＡＣ（High-Efficiency Advanced Audio Coding（登録商標））、ＭＰ３Ｐｒｏ、Ａｐｐｌｅ Ｌｏｓｓｌｅｓｓ（Apple（登録商標） Lossless Audio Codec、ALAC）、ＷＭＡ Ｌｏｓｓｌｅｓｓ、ＡＴＲＡＣ（Adaptive TRansform Acoustic Coding：登録商標） Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｌｏｓｓｌｅｓｓ、Ｍｏｎｋｙ’ｓ Ａｕｄｉｏ、ＦＬＡＣ（Free Lossless Audio Codec）等の圧縮方式を判断することが可能である。   When the audio signal reproduction control is performed from the control unit 6 to the audio reproduction unit 2, the audio reproduction unit 2 performs digital control based on the extension information of the digital audio data read from the medium. Based on the information recorded in the header portion of the audio data, the audio signal compression method is determined. In the audio playback unit 2 according to the present embodiment, WMA (Windows (registered trademark) Media Audio), MP3 (MPEG Audio Layer-3), AAC (Advanced Audio Coding: registered trademark), HE-AAC (High-Efficiency Advanced) Audio Coding (registered trademark)), MP3Pro, Apple Lossless (Apple (registered trademark) Lossless Audio Codec, ALAC), WMA Lossless, ATRAC (Adaptive TRansform Acoustic Coding: registered trademark) Advanced Lossless, Monky's Audio, FLAC (Free Lossless) Audio Codec) can be determined.

これらの圧縮方式のうち、ＨＥ−ＡＡＣ方式やＭＰ３Ｐｒｏ方式は、圧縮しても高域のオーディオ信号が含まれる圧縮方式である。また、Ａｐｐｌｅ Ｌｏｓｓｌｅｓｓ、ＷＭＡ Ｌｏｓｓｌｅｓｓ、ＡＴＲＡＣ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｌｏｓｓｌｅｓｓ、Ｍｏｎｋｙ’ｓ Ａｕｄｉｏ、ＦＬＡＣ等の圧縮方式は、デコード処理によりデータの欠陥の生じない（Ｌｏｓｓｌｅｓｓ）圧縮方式であるため、オーディオ再生部２において、Ｌｏｓｓｌｅｓｓ方式として判断される。   Among these compression methods, the HE-AAC method and the MP3Pro method are compression methods that include a high-frequency audio signal even if compression is performed. In addition, since compression methods such as Apple Lossless, WMA Lossless, ATRAC Advanced Lossless, Money's Audio, and FLAC are compression methods that do not cause data defects due to decoding processing (lossless), the audio playback unit 2 uses the Lossless method. It is judged as.

オーディオ再生部２では、圧縮されたオーディオ信号のデコード処理を圧縮方式に応じて実行し、アナログ形式のオーディオ信号へと変換する。オーディオ再生部２においてデコード処理されたオーディオ情報は、高域補完部３へ出力される。   The audio playback unit 2 executes decoding processing of the compressed audio signal according to the compression method, and converts it into an analog audio signal. The audio information decoded by the audio reproducing unit 2 is output to the high frequency complementing unit 3.

なお、オーディオ再生部２では、デコード処理に基づいてオーディオ情報のサンプリングレートとビットレートを求める。求められたサンプリングレート、ビットレート、オーディオ信号の圧縮方式情報は、デコード情報として、制御部６に送信される。   Note that the audio playback unit 2 obtains the sampling rate and bit rate of the audio information based on the decoding process. The obtained sampling rate, bit rate, and audio signal compression method information are transmitted to the control unit 6 as decode information.

オーディオ出力部４は、高域補完部３を経て再生（出力）されたオーディオ信号を、聴取者が聴覚により聴取できるように出力する機能を有している。オーディオ出力部４として、一般的にスピーカが用いられる。   The audio output unit 4 has a function of outputting the audio signal reproduced (output) through the high frequency complementing unit 3 so that the listener can hear it. As the audio output unit 4, a speaker is generally used.

帯域幅設定部７は、オーディオ再生部２において求められたデコード情報（サンプリングレート、ビットレート、圧縮方式情報）を、制御部６より受信して、オーディオ再生部２でデコード処理されたオーディオ信号の帯域幅情報を求める役割を有している。   The bandwidth setting unit 7 receives the decoding information (sampling rate, bit rate, compression method information) obtained by the audio reproduction unit 2 from the control unit 6, and the audio signal decoded by the audio reproduction unit 2. It has the role of obtaining bandwidth information.

オーディオ信号の帯域幅情報とは、デコードされたオーディオ信号に関して、音楽情報が記録されている高域上限の周波数の値（所定周波数）を示している。一般に、メディアに記録されるデジタルオーディオ信号は、データ量の低減を目的として、人間が聴取できない高域周波数帯域のデータを削除してデータの圧縮処理が行われている。このため、オーディオ再生部２においてデコード処理が行われたオーディオ信号には、圧縮処理に際して削除されてしまった高域帯域の情報が含まれていないことになる。   The bandwidth information of the audio signal indicates the frequency value (predetermined frequency) of the upper limit of the high frequency where the music information is recorded with respect to the decoded audio signal. In general, digital audio signals recorded on media are subjected to data compression processing for the purpose of reducing the amount of data by deleting data in a high frequency band that cannot be heard by humans. For this reason, the audio signal that has been decoded by the audio playback unit 2 does not include information on the high frequency band that has been deleted during the compression process.

この削除された高域のオーディオ信号の周波数を判断することは容易ではない。一般に、削除された高域周波数帯域（帯域幅）は、デジタルオーディオ信号の圧縮方式により異なり、さらに、そのサンプリングレートおよびビットレートによっても変動するため、画一的に削除された帯域幅を求めることが容易ではなかった。厳密に削除された帯域幅情報を得るために、周波数解析用のプロセッサを用いて演算処理を行う方法を用いることもできるが、この方法を用いて帯域幅情報を算出する場合には、高い処理能力が必要とされるので、処理負担の増大や高価なプロセッサ等が必要になってしまうという問題があった。   It is not easy to determine the frequency of the deleted high-frequency audio signal. Generally, the deleted high frequency band (bandwidth) varies depending on the compression method of the digital audio signal, and also varies depending on the sampling rate and bit rate. Was not easy. In order to obtain bandwidth information that has been strictly deleted, a method of performing arithmetic processing using a processor for frequency analysis can be used. However, when bandwidth information is calculated using this method, high processing is required. Since the capability is required, there is a problem that an increase in processing load and an expensive processor are required.

一方で、オーディオ信号の圧縮方式と、そのサンプリングレートと、ビットレートとを抽出して場合分けすることにより、データの削除が行われた帯域幅を推定することができる。このため、帯域幅設定部７には、図２に示すように、帯域幅の設定を行うための帯域幅設定テーブルが設けられている。   On the other hand, by extracting the audio signal compression method, the sampling rate, and the bit rate and dividing them into cases, it is possible to estimate the bandwidth from which the data has been deleted. Therefore, the bandwidth setting unit 7 is provided with a bandwidth setting table for setting the bandwidth as shown in FIG.

帯域幅設定テーブルでは、ＷＭＡ、ＭＰ３、ＡＡＣ、ＨＥ−ＡＡＣ等のそれぞれの圧縮方式が、サンプリングレート毎（例えば、４４．１ｋＨｚ、４８．０ｋＨｚ、３２．０ｋＨｚ等）に分類されており（帯域幅設定テーブルの第１列の情報）、分類された各圧縮方式に対応する帯域幅情報が、ビットレートの値（帯域幅設定テーブルの第１行の情報）に応じて求められるように規定されている。また、帯域幅設定テーブルには、各種Ｌｏｓｓｌｅｓｓ方式の場合も規定されている。   In the bandwidth setting table, each compression method such as WMA, MP3, AAC, HE-AAC is classified by sampling rate (for example, 44.1 kHz, 48.0 kHz, 32.0 kHz, etc.) (bandwidth The information in the first column of the setting table) is defined so that bandwidth information corresponding to each classified compression method is obtained according to the bit rate value (information in the first row of the bandwidth setting table). Yes. The bandwidth setting table also defines the cases of various Lossless methods.

例えば、圧縮方式がＭＰ３、サンプリングレートが４４．１ｋＨｚ、ビットレートが９６ｋｂｐｓである場合には、図２に示す帯域幅設定テーブルより帯域幅として１２ｋＨｚが求められる（設定される）。なお、ＨＥ−ＡＡＣ方式およびＭＰ３Ｐｒｏ方式は、圧縮しても高域のオーディオ信号が含まれる圧縮方式であるため、デコード処理されたオーディオ信号に対して高域補完処理を行う必要がない。したがって、帯域幅設定テーブルには、高域補完処理を行う必要がないことを示すＯＦＦ情報が記録されている。また、各種Ｌｏｓｓｌｅｓｓ方式も、デコード処理によりデータの欠陥の生じない（Ｌｏｓｓｌｅｓｓ）圧縮方式であるため、高域補完処理を行う必要がない。このため、帯域幅設定テーブルには、高域補完処理を行う必要がないことを示すＯＦＦ情報が記録されている。   For example, when the compression method is MP3, the sampling rate is 44.1 kHz, and the bit rate is 96 kbps, 12 kHz is obtained (set) as the bandwidth from the bandwidth setting table shown in FIG. Note that the HE-AAC method and the MP3Pro method are compression methods that include a high-frequency audio signal even when compressed, and therefore it is not necessary to perform high-frequency interpolation processing on the decoded audio signal. Therefore, OFF information indicating that it is not necessary to perform high-frequency interpolation processing is recorded in the bandwidth setting table. Various lossless methods are also compression methods that do not cause data defects due to decoding processing, and therefore do not require high-frequency interpolation processing. For this reason, OFF information indicating that it is not necessary to perform high-frequency interpolation processing is recorded in the bandwidth setting table.

さらに、オーディオ信号のビットレートが低い場合（ビットレートが３２ｋｂｐｓ〜４０ｋｂｐｓあたりの場合）には、高域補完を行っても効果的な音質向上が見込まれないため、帯域幅設定テーブルの低ビットレートに該当する箇所には、高域補完処理を行わないことを示すＯＦＦ情報が記録されている。さらに、オーディオ信号のビットレートが高い場合（ビットレートが１９２ｋｂｐｓあたりの場合）には、そのビットレート値の高さから高域周波数において十分な周波数成分が含まれているため、高域補完を行う必要性が低くなる。このため、帯域幅設定テーブルの高ビットレートに該当する箇所には、高域補完処理を行わないことを示すＯＦＦ情報が記録されている。   Furthermore, when the bit rate of the audio signal is low (when the bit rate is around 32 kbps to 40 kbps), effective sound quality improvement is not expected even if high-frequency interpolation is performed. OFF information indicating that the high-frequency interpolation processing is not performed is recorded in a portion corresponding to the above. Further, when the bit rate of the audio signal is high (when the bit rate is around 192 kbps), sufficient frequency components are included in the high frequency range from the height of the bit rate value, so high frequency interpolation is performed. Less need. For this reason, OFF information indicating that the high-frequency interpolation processing is not performed is recorded at a location corresponding to the high bit rate in the bandwidth setting table.

各圧縮方式に対応する帯域幅情報は、本実施の形態に係るオーディオ再生装置１において再生される音楽の種類や、オーディオ再生装置１の設置環境などによって変更・調整することが可能となっている。各帯域幅情報は、音楽の種類や設置環境などに応じて統計的に決定されている。   Bandwidth information corresponding to each compression method can be changed / adjusted according to the type of music played back in the audio playback device 1 according to the present embodiment, the installation environment of the audio playback device 1, and the like. . Each bandwidth information is statistically determined according to the type of music, installation environment, and the like.

このように、帯域幅設定テーブルを用いて帯域幅情報の設定を行い、設定された帯域幅情報より求められる周波数値を基準として多次のハイパスフィルタおよびローパスフィルタを適用することによって、所定の周波数帯域において連続的なスペクトルを備えた補完信号を生成することが可能となる。この補完信号の生成方法については、後述する。   In this way, by setting bandwidth information using the bandwidth setting table and applying a multi-order high-pass filter and low-pass filter based on the frequency value obtained from the set bandwidth information, a predetermined frequency is obtained. It is possible to generate a complementary signal having a continuous spectrum in the band. A method for generating the complementary signal will be described later.

また、帯域幅設定テーブルを用いて帯域幅情報の設定を行うことによって、高価な解析処理用のプロセッサなどを用いることなく帯域幅を求めることができる。このため、処理負担の増大および処理コストの上昇を抑えることが可能となる。   Further, by setting the bandwidth information using the bandwidth setting table, the bandwidth can be obtained without using an expensive analysis processor or the like. For this reason, it is possible to suppress an increase in processing load and an increase in processing cost.

帯域幅設定部７において求められた帯域幅情報は、制御部６に出力される。   The bandwidth information obtained by the bandwidth setting unit 7 is output to the control unit 6.

操作部５は、オーディオ再生装置１のフロントパネル部などに設置される操作ボタンであって、聴取者が各種設定などを行うために用いるものである。本実施の形態に係るオーディオ再生装置１では、少なくとも、オーディオ再生部２における音楽の再生ボタン、停止ボタン、音源メディア（ソース）選択ボタンを供えている。これらのボタンが聴取者に操作されると、操作されたボタン（操作内容）に関する操作情報が制御部６に伝達される。   The operation unit 5 is an operation button installed on the front panel unit or the like of the audio playback device 1 and is used by the listener to make various settings. The audio playback apparatus 1 according to the present embodiment includes at least a music playback button, a stop button, and a sound source media (source) selection button in the audio playback unit 2. When these buttons are operated by the listener, operation information related to the operated buttons (operation contents) is transmitted to the control unit 6.

制御部６は、操作部５より操作情報を受信し、受信された操作情報に基づいて、オーディオ再生部２における再生対象メディアの種類、読み出した音楽情報の再生、一時停止、停止などの処理内容を判断して、オーディオ再生部２に制御信号を出力する。オーディオ再生部２では、受信された制御信号に基づいて、該当するメディアに記録されるオーディオ信号の再生・停止処理が行われる。   The control unit 6 receives the operation information from the operation unit 5, and based on the received operation information, processing contents such as the type of reproduction target media in the audio reproduction unit 2, reproduction of the read music information, pause, and stop And a control signal is output to the audio reproduction unit 2. The audio playback unit 2 performs playback / stop processing of the audio signal recorded on the corresponding medium based on the received control signal.

また、制御部６は、オーディオ再生部２により受信したデコード情報（サンプリングレート、ビットレート、圧縮方式情報）を、帯域幅設定部７に出力することにより、帯域幅設定部７において、デコード情報に対応する帯域幅を求めさせる。制御部６では、帯域幅設定部７において求められた帯域幅情報を、高域補完部３に出力するとともに、高域補完部３の駆動制御を行う。制御部６における具体的な処理内容については、後で図面を用いて詳細に説明する。   Further, the control unit 6 outputs the decoding information (sampling rate, bit rate, compression method information) received by the audio reproduction unit 2 to the bandwidth setting unit 7, so that the bandwidth setting unit 7 converts the decoding information into the decoding information. Ask for the corresponding bandwidth. The control unit 6 outputs the bandwidth information obtained by the bandwidth setting unit 7 to the high frequency complementing unit 3 and performs drive control of the high frequency supplementing unit 3. Specific processing contents in the control unit 6 will be described in detail later with reference to the drawings.

高域補完部３は、オーディオ再生部２により再生されたオーディオ信号の高域補完を行う役割を有している。既に説明したように、圧縮されたデジタルオーディオ信号では、人間が聴取できない高域周波数帯域のデータが削除されている場合がある。このため、削除された高域周波数帯域のオーディオ信号を補完することにより高域の音質向上を図ることが好ましいが、削除された高域データは、圧縮方式、サンプリングレートおよびビットレートに応じて削除された帯域が異なる。このため、本実施の形態に係るオーディオ再生装置では、高域のオーディオ信号の情報が削除された周波数を示す帯域幅情報を、制御部６から取得することにより、好適に高域周波数の補完を行う。   The high frequency interpolation unit 3 has a role of performing high frequency interpolation of the audio signal reproduced by the audio reproduction unit 2. As described above, in a compressed digital audio signal, data in a high frequency band that cannot be heard by humans may be deleted. For this reason, it is preferable to improve the sound quality of the high frequency band by complementing the deleted audio signal of the high frequency band, but the deleted high frequency data is deleted according to the compression method, sampling rate and bit rate. Different bandwidths. For this reason, in the audio reproduction device according to the present embodiment, the bandwidth information indicating the frequency from which the information of the high frequency audio signal is deleted is acquired from the control unit 6, thereby preferably complementing the high frequency. Do.

図３は高域補完部３の概略構成を示したブロック図である。   FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of the high frequency interpolation unit 3.

高域補完部３は、第１ハイパスフィルタ部（ハイパスフィルタ手段）１０と、サンプリング変換部１１と、第２ハイパスフィルタ部（補完信号生成手段）１２と、ローパスフィルタ部（補完信号生成手段）１３と、ゲイン部（補完信号生成手段）１４と、加算部１５と、パラメータ設定部１６（パラメータ設定手段）とを有している。   The high-frequency interpolation unit 3 includes a first high-pass filter unit (high-pass filter unit) 10, a sampling conversion unit 11, a second high-pass filter unit (complementary signal generation unit) 12, and a low-pass filter unit (complementary signal generation unit) 13. And a gain section (complementary signal generating means) 14, an adding section 15, and a parameter setting section 16 (parameter setting means).

パラメータ設定部１６は、制御部６より受信した帯域幅情報に基づいて、第１ハイパスフィルタ部１０、第２ハイパスフィルタ部１２およびローパスフィルタ部１３のカットオフ周波数を設定し、サンプリング変換部１１におけるサンプリング変換レートβを設定し、さらにゲイン部１４における高域補完ゲインの値を設定する役割を有している。   The parameter setting unit 16 sets the cutoff frequency of the first high-pass filter unit 10, the second high-pass filter unit 12, and the low-pass filter unit 13 based on the bandwidth information received from the control unit 6. The sampling conversion rate β is set, and further, the value of the high frequency complementary gain in the gain unit 14 is set.

具体的な各種内容の設定情報は、予め帯域幅に応じて各情報の値が記録されているパラメータ設定テーブルに基づいて、パラメータ設定部１６が設定する。図４は、本実施の形態に係る高域補完部３のパラメータ設定テーブルを示したものである。パラメータ設定テーブルには、制御部６より取得する帯域幅情報に対応するサンプリング変換レートβの値、第１ハイパスフィルタ部１０のカットオフ周波数の値［ｋＨｚ］、第２ハイパスフィルタ部１２のカットオフ周波数の値［ｋＨｚ］、ローパスフィルタ部１３のカットオフ周波数の値［ｋＨｚ］、ゲイン部１４の高域補完ゲインの設定値［ｄＢ］が記録されている。   Specific setting information of various contents is set by the parameter setting unit 16 based on a parameter setting table in which the value of each information is recorded in advance according to the bandwidth. FIG. 4 shows a parameter setting table of the high frequency interpolation unit 3 according to the present embodiment. In the parameter setting table, the value of the sampling conversion rate β corresponding to the bandwidth information acquired from the control unit 6, the value of the cutoff frequency [kHz] of the first high-pass filter unit 10, and the cutoff of the second high-pass filter unit 12 A frequency value [kHz], a cut-off frequency value [kHz] of the low-pass filter unit 13, and a setting value [dB] of the high frequency complementary gain of the gain unit 14 are recorded.

本実施の形態に係るパラメータ設定テーブルでは、帯域幅情報として８ｋＨｚ〜１８ｋＨｚまでの情報が記録されている。この帯域幅情報は、帯域幅設定テーブルにおいて設定され得る帯域幅情報に対応した値となっている。   In the parameter setting table according to the present embodiment, information from 8 kHz to 18 kHz is recorded as bandwidth information. This bandwidth information is a value corresponding to the bandwidth information that can be set in the bandwidth setting table.

また、帯域幅に対応して設定されるサンプリング変換レートβは、帯域幅の値が大きな値になるに応じて、サンプリングレート変換レートβの値が小さくなるように設定されている。具体的には、帯域幅が８ｋＨｚ〜１４ｋＨｚの場合にサンプリング変換レートβの値が１６に設定され、帯域幅が１５ｋＨｚ〜１８ｋＨｚの場合にサンプリング変換レートβの値が８に設定される。このように、サンプリング変換レートβの値が１６および８に設定されるのは、後述するように、オーディオ信号のダウンサンプリング処理およびアップサンプリング処理に基づく折り返し（エイリアシング）現象により生成される補完信号の信号精度を高めるためである。   Also, the sampling conversion rate β set corresponding to the bandwidth is set so that the value of the sampling rate conversion rate β decreases as the bandwidth value increases. Specifically, the value of the sampling conversion rate β is set to 16 when the bandwidth is 8 kHz to 14 kHz, and the value of the sampling conversion rate β is set to 8 when the bandwidth is 15 kHz to 18 kHz. In this way, the value of the sampling conversion rate β is set to 16 and 8, as described later, for the complementary signal generated by the aliasing phenomenon based on the downsampling process and the upsampling process of the audio signal. This is to improve the signal accuracy.

また、帯域幅の値が大きい場合（１５ｋＨｚ〜１８ｋＨｚの場合）にサンプリング変換レートβの値が８に設定されるのは、帯域幅の値が高い値である場合に、低い値である場合に比べて削除される高域周波数成分が少なくなるため、生成され得る補完信号における折り返し現象の繰り返し回数を少なくすることにより、削除される直前の周波数帯域におけるオーディオ信号の信号特性を広い帯域幅で利用することができるようにしたものである。   Further, when the bandwidth value is large (in the case of 15 kHz to 18 kHz), the value of the sampling conversion rate β is set to 8 when the bandwidth value is a high value and a low value. Compared to the number of repetitions of the aliasing phenomenon in the complementary signal that can be generated, the signal characteristics of the audio signal in the frequency band immediately before being deleted can be used over a wide bandwidth. It is something that can be done.

さらに、帯域幅の値が大きくなるに応じて、第１ハイパスフィルタ部１０のカットオフ周波数の値［ｋＨｚ］、第２ハイパスフィルタ部１２のカットオフ周波数の値［ｋＨｚ］、ローパスフィルタ部１３のカットオフ周波数の値［ｋＨｚ］が高くなるように設定されている。これは、補完信号の作成時において、データの削除が行われる直前の周波数帯域の情報を有効に用いて補完信号生成するために、帯域幅の値に対応させて各フィルタ部１０、１２、１３のカットオフ周波数を変更させる構成としたためである。   Further, as the bandwidth value increases, the cut-off frequency value [kHz] of the first high-pass filter unit 10, the cut-off frequency value [kHz] of the second high-pass filter unit 12, The cut-off frequency value [kHz] is set to be high. This is because each filter unit 10, 12, 13 corresponds to the value of the bandwidth in order to generate a complementary signal by effectively using the information of the frequency band immediately before the data is deleted when the complementary signal is created. This is because the cut-off frequency is changed.

なお、各フィルタ部１０、１２、１３のカットオフ周波数の値は、帯域幅の値に加えて、サンプリング変換レートβの値にも依存した設定となっている。例えば、サンプリング変換レートβが１６に設定される帯域幅（８ｋＨｚ〜１４ｋＨｚ）では、帯域幅の値が１ずつ上昇する毎に、カットオフ周波数も１ずつ上昇しているが、サンプリング変換レートβの値が８に設定される帯域幅（１５ｋＨｚ〜１８ｋＨｚ）では、その上昇割合が、帯域幅の上昇よりも鈍くなるように設定されている。   Note that the cutoff frequency values of the filter units 10, 12, and 13 are set depending on the value of the sampling conversion rate β in addition to the bandwidth value. For example, in the bandwidth where the sampling conversion rate β is set to 16 (8 kHz to 14 kHz), every time the bandwidth value increases by 1, the cut-off frequency increases by 1, but the sampling conversion rate β In the bandwidth (15 kHz to 18 kHz) where the value is set to 8, the rate of increase is set to be slower than the increase in bandwidth.

一方で、高域補完ゲインの値は、帯域幅の値が小さくなると、帯域幅に応じて値が小さくなるように設定されており、高域補完された信号のレベルが聴感的に違和感を与えないように設定が行われている。例えば、オーディオ信号の種類（内容）によって異なるが、帯域幅が８ｋＨｚの場合には、この帯域幅にボーカル音が含まれることもあり得る。このため、帯域幅の値が低い場合に高域補完ゲインを高い値に設定してしまうと、補完処理によりボーカル音に違和感を与えてしまうおそれが生ずる。したがって、本実施の形態に係るゲイン部１４では、帯域幅の値が小さくなるに応じて高域補完ゲインの値を小さく設定することにより、補完されたオーディオ信号における聴覚上の違和感を低減させることが可能となっている。   On the other hand, the value of the high-frequency complementary gain is set so that the value decreases according to the bandwidth when the bandwidth value is small, and the level of the high-frequency complementary signal gives a sense of incongruity. Settings are made so that there is no. For example, although depending on the type (content) of the audio signal, when the bandwidth is 8 kHz, a vocal sound may be included in this bandwidth. For this reason, if the high-frequency complementary gain is set to a high value when the bandwidth value is low, the vocal sound may be uncomfortable due to the complementary processing. Therefore, the gain unit 14 according to the present embodiment reduces the sense of incongruity in the auditory sense of the complemented audio signal by setting the high-frequency complementary gain value to be smaller as the bandwidth value becomes smaller. Is possible.

第１ハイパスフィルタ部１０は、オーディオ再生部２より入力されるオーディオ信号より、高域周波数成分の抽出を行う役割を有している。本実施の形態に係る第１ハイパスフィルタ部１０は、４次のバタワースハイパスフィルタにより構成されており、図５に示すように、４ｋＨｚ〜１８ｋＨｚのカットオフ周波数を備えたフィルタ特性を有している。第１ハイパスフィルタ部１０では、パラメータ設定部１６において設定されるカットオフ周波数の値に応じて対応する特性のハイパスフィルタが用いられる。   The first high-pass filter unit 10 has a role of extracting a high frequency component from the audio signal input from the audio reproduction unit 2. The first high-pass filter unit 10 according to the present embodiment is configured by a fourth-order Butterworth high-pass filter, and has a filter characteristic having a cutoff frequency of 4 kHz to 18 kHz as shown in FIG. . In the first high-pass filter unit 10, a high-pass filter having a characteristic corresponding to the cutoff frequency value set in the parameter setting unit 16 is used.

サンプリング変換部１１は、第１ハイパスフィルタ部１０により抽出された高域周波数成分のオーディオ信号に基づいて補完信号を生成する役割を有している。サンプリング変換部１１は、図６に示すように、ダウンサンプリング部（ダウンサンプリング処理手段）２０と、ゲイン補完部２１と、アップサンプリング部（アップサンプリング手段）２２とを有している。   The sampling conversion unit 11 has a role of generating a complementary signal based on the audio signal of the high frequency component extracted by the first high pass filter unit 10. As shown in FIG. 6, the sampling conversion unit 11 includes a downsampling unit (downsampling processing unit) 20, a gain complementing unit 21, and an upsampling unit (upsampling unit) 22.

サンプリング変換部１１では、パラメータ設定部１６において設定されたサンプリング変換レートβに基づいて、ダウンサンプリング部２０で高域周波数成分のオーディオ信号（第１ハイパスフィルタ部１０で、高域周波数抽出が行われたオーディオ信号）のダウンサンプリング処理を行った後に、サンプリング変換レートβに基づいて、ゲイン補完部２１で、ダウンサンプリングされたオーディオ信号のゲイン補完を行い、その後、サンプリング変換レートβに基づいて、アップサンプリング部２２で、ゲイン補完が行われたオーディオ信号のアップサンプリング処理を行う。   In the sampling conversion unit 11, based on the sampling conversion rate β set in the parameter setting unit 16, an audio signal of a high frequency component is extracted in the down sampling unit 20 (high frequency extraction is performed in the first high pass filter unit 10. After the downsampling processing of the audio signal), the gain complementation unit 21 performs gain complementation of the downsampled audio signal based on the sampling conversion rate β, and then increases based on the sampling conversion rate β. The sampling unit 22 performs an upsampling process on the audio signal subjected to gain compensation.

図７および図８は、ダウンサンプリング処理およびアップサンプリング処理により生ずる折り返し（エイリアシング）を利用して、補完信号を生成する過程を説明した図である。図７では、ダウンサンプリング処理およびアップサンプリング処理におけるサンプリング変換レートβの値が２の場合および４の場合を示しており、図８では、サンプリング変換レートβの値が８の場合および１６の場合を示している。   7 and 8 are diagrams illustrating a process of generating a complementary signal using aliasing generated by the downsampling process and the upsampling process. FIG. 7 shows the case where the value of the sampling conversion rate β in the downsampling process and the upsampling process is 2 and 4, and FIG. 8 shows the case where the value of the sampling conversion rate β is 8 and 16. Show.

図７（ａ）および図８（ａ）は、サンプリング周波数が４８ｋＨｚ、帯域幅の値が１２のオーディオ信号に対して、第１ハイパスフィルタ部１０でフィルタ処理を行うことにより高域周波数成分が抽出された信号の周波数特性を示している。第１ハイパスフィルタ部１０により高域周波数成分の抽出が行われたオーディオ信号に対して、サンプリング変換レートβの値を２に設定してダウンサンプリング処理を行うと、図７（ｂ）に示すようにサンプリング周波数が２４ｋＨｚとなり、帯域幅が半分（１／２）となる。このように帯域幅が半分となったオーディオ信号にアップサンプリング処理を行うと、図７（ｃ）に示すように、１２ｋＨｚを中心として折り返し成分が発生し、アップサンプリング処理されたオーディオ信号に折り返し現象が生ずることになる。   7A and 8A, the high frequency component is extracted by filtering the audio signal having the sampling frequency of 48 kHz and the bandwidth value of 12 by the first high pass filter unit 10. The frequency characteristics of the signal obtained are shown. When an audio signal from which a high frequency component has been extracted by the first high-pass filter unit 10 is subjected to downsampling processing with the value of the sampling conversion rate β set to 2, as shown in FIG. 7B. The sampling frequency is 24 kHz, and the bandwidth is halved (1/2). When the upsampling process is performed on the audio signal whose bandwidth is halved in this way, a folding component is generated around 12 kHz as shown in FIG. 7C, and the folding phenomenon occurs in the upsampled audio signal. Will occur.

一方で、第１ハイパスフィルタ部１０により高域周波数成分の抽出が行われたオーディオ信号に対して、サンプリング変換レートβの値を４に設定してダウンサンプリング処理を行うと、図７（ｄ）に示すようにサンプリング周波数が１２ｋＨｚとなり、帯域幅が１／４となる。このように帯域幅が１／４となったオーディオ信号にアップサンプリング処理を行うと、図７（ｅ）に示すように、６ｋＨｚ、１２ｋＨｚ、１８ｋＨｚを中心として折り返し成分が発生し、アップサンプリング処理されたオーディオ信号において共通する周波数特性を示す部分が４カ所繰り返しして発生することになる。   On the other hand, when the sampling signal conversion rate β is set to 4 and the downsampling process is performed on the audio signal from which the high-frequency component has been extracted by the first high-pass filter unit 10, FIG. As shown, the sampling frequency is 12 kHz and the bandwidth is 1/4. When the upsampling process is performed on the audio signal whose bandwidth is reduced to ¼ in this way, as shown in FIG. 7E, aliasing components are generated around 6 kHz, 12 kHz, and 18 kHz, and the upsampling process is performed. In addition, a portion exhibiting a common frequency characteristic in the audio signal is repeatedly generated at four places.

また、第１ハイパスフィルタ部１０により高域周波数成分の抽出が行われたオーディオ信号に対してサンプリング変換レートβの値を８に設定してダウンサンプリング処理を行うと、図８（ｂ）に示すようにサンプリング周波数が６ｋＨｚとなり、帯域幅が１／８となる。このように帯域幅が１／８となったオーディオ信号にアップサンプリング処理を行うと、図８（ｃ）に示すように、３ｋＨｚ、６ｋＨｚ、９ｋＨｚ、・・・、２１ｋＨｚを中心として折り返し成分が発生し、アップサンプリング処理されたオーディオ信号において共通する周波数特性を示す部分が８カ所繰り返しして発生することになる。   Further, when downsampling processing is performed by setting the value of the sampling conversion rate β to 8 with respect to the audio signal from which the high frequency component has been extracted by the first high pass filter unit 10, it is shown in FIG. 8B. Thus, the sampling frequency is 6 kHz and the bandwidth is 1/8. When an upsampling process is performed on an audio signal with a bandwidth of 1/8 in this way, aliasing components are generated around 3 kHz, 6 kHz, 9 kHz,..., 21 kHz as shown in FIG. In addition, a portion showing a common frequency characteristic in the up-sampled audio signal is repeatedly generated at eight places.

さらに、第１ハイパスフィルタ部１０により高域周波数成分の抽出が行われたオーディオ信号に対してサンプリング変換レートβの値を１６に設定してダウンサンプリング処理を行うと、図８（ｄ）に示すようにサンプリング周波数が３ｋＨｚとなり、帯域幅が１／１６となる。このように帯域幅が１／１６となったオーディオ信号にアップサンプリング処理を行うと、図８（ｅ）に示すように、１．５ｋＨｚ、３ｋＨｚ、４．５ｋＨｚ、６ｋＨｚ、・・・、２２．５ｋＨｚを中心として折り返し成分が発生し、アップサンプリング処理されたオーディオ信号において共通する周波数特性を示す部分が１６カ所繰り返しして発生することになる。   Furthermore, when the sampling conversion rate β is set to 16 for the audio signal from which the high-frequency component has been extracted by the first high-pass filter unit 10 and the downsampling process is performed, the result shown in FIG. Thus, the sampling frequency is 3 kHz and the bandwidth is 1/16. When the upsampling process is performed on the audio signal whose bandwidth becomes 1/16 as described above, as shown in FIG. 8E, 1.5 kHz, 3 kHz, 4.5 kHz, 6 kHz,. A aliasing component occurs around 5 kHz, and a portion having a common frequency characteristic in the up-sampled audio signal is repeatedly generated at 16 locations.

このように、アップサンプリング処理およびダウンサンプリング処理を行うことにより、第１ハイパスフィルタ部１０により抽出された高域周波数成分（帯域幅の値に対応するオーディオ信号の周波数成分）を用いて、全周波数領域にわたって複数コピーされた補完信号を作成することが可能となる。なお、ダウンサンプリング処理を行った後に、サンプリング変換レートβに応じたゲイン補完を行うのは、ダウンサンプリング処理により低下したエネルギー値を補正するためである。   As described above, by performing the upsampling process and the downsampling process, the high-frequency component (the frequency component of the audio signal corresponding to the bandwidth value) extracted by the first high-pass filter unit 10 is used. It is possible to create complementary signals that are copied in a plurality of areas. The reason why the gain complementation corresponding to the sampling conversion rate β is performed after the downsampling process is to correct the energy value decreased by the downsampling process.

第２ハイパスフィルタ部１２およびローパスフィルタ部１３は、サンプリング変換部１１により生成された補完信号の高域成分抽出および低域成分抽出を行うことにより、特定の帯域の補完信号を抽出する役割を有している。   The second high-pass filter unit 12 and the low-pass filter unit 13 have a role of extracting a complementary signal in a specific band by performing high-frequency component extraction and low-frequency component extraction of the complementary signal generated by the sampling conversion unit 11. doing.

本実施の形態に係る第２ハイパスフィルタ部１２は、４次のバタワースハイパスフィルタにより構成されており、図５に示すように、第１ハイパスフィルタ部１０と同様のフィルタ特性を有している。第２ハイパスフィルタも、第１ハイパスフィルタと同様に、４ｋＨｚ〜１８ｋＨｚのカットオフ周波数を備えたフィルタ特性を有しており、パラメータ設定部１６において設定されるカットオフ周波数の値に応じて対応する特性のハイパスフィルタが用いられる。   The second high-pass filter unit 12 according to the present embodiment is composed of a fourth-order Butterworth high-pass filter, and has the same filter characteristics as the first high-pass filter unit 10 as shown in FIG. Similarly to the first high-pass filter, the second high-pass filter has a filter characteristic having a cutoff frequency of 4 kHz to 18 kHz, and corresponds to the cutoff frequency value set in the parameter setting unit 16. A characteristic high pass filter is used.

また、本実施の形態に係るローパスフィルタ部１３は、２次のバタワースローパスフィルタにより構成されており、図９に示すように、６ｋＨｚ〜２０ｋＨｚのカットオフ周波数を備えたフィルタ特性を有している。ローパスフィルタ部１３には、パラメータ設定部１６において設定されるカットオフ周波数の値に応じて対応する特性のローパスフィルタが用いられる。   Further, the low-pass filter unit 13 according to the present embodiment is constituted by a second-order Butterworth low-pass filter, and has a filter characteristic having a cutoff frequency of 6 kHz to 20 kHz as shown in FIG. . As the low-pass filter unit 13, a low-pass filter having a characteristic corresponding to the cutoff frequency value set by the parameter setting unit 16 is used.

ゲイン部１４は、第２ハイパスフィルタ部１２およびローパスフィルタ部１３により帯域補完が成された補完信号のゲイン調整を行う役割を有している。ゲイン部１４において設定される高域補完ゲインの設定値は、上述したように、パラメータ設定部１６でパラメータ設定テーブルに基づいて設定される。   The gain unit 14 has a role of performing gain adjustment of a complementary signal that has been subjected to band interpolation by the second high-pass filter unit 12 and the low-pass filter unit 13. As described above, the setting value of the high frequency complementary gain set in the gain unit 14 is set by the parameter setting unit 16 based on the parameter setting table.

ゲイン部１４によりゲイン調整がなされた補完信号は、加算部１５によりオーディオ再生部２より入力されたオーディオ信号と合成される。この加算部１５によるオーディオ信号と補完信号との合成により、高域周波数帯域に対する補完処理の行われたオーディオ信号が、オーディオ出力部４へ出力されることになる。   The complementary signal whose gain has been adjusted by the gain unit 14 is combined with the audio signal input from the audio reproducing unit 2 by the adding unit 15. By the synthesis of the audio signal and the complementary signal by the adder 15, the audio signal that has been subjected to the complementary processing for the high frequency band is output to the audio output unit 4.

オーディオ出力部４では、高域補完部３により高域周波数成分の補完処理が行われたオーディオ信号の音声出力処理を行う。オーディオ出力部４により出力されるオーディオ信号は、高域補完部３において高域周波数成分の補完処理が行われているため、高域補完処理が行われていないオーディオ信号に比べて、高域部分の音響効果が向上されたものとなる。   The audio output unit 4 performs audio output processing of the audio signal that has been subjected to high frequency component complementing processing by the high frequency complementing unit 3. Since the audio signal output by the audio output unit 4 is subjected to high frequency component complementing processing in the high frequency complementing unit 3, the high frequency part is higher than the audio signal that has not been subjected to high frequency supplementing processing. The acoustic effect is improved.

さらに、オーディオ信号の高域補完処理を行う場合には、帯域幅設定部７で設定された帯域幅に基づいて、高域補完処理用の各種パラメータがパラメータ設定部１６で適切に設定されて補完信号が生成される。このため、圧縮処理により削除されてしまったオーディオ信号の周波数帯域（オーディオ信号の所定の帯域幅）の高域補完を行う際に、補完処理を行う周波数部分と、圧縮処理によりデータが削除されてしまった周波数部分との間にデータの補完されていない箇所が生じてしまうことがなくなる。したがって、周波数的に連続した周波数スペクトルを形成するようにして高域信号の補完を行うことができ、補完処理によって音楽全体のバランスを損なうような補完が行われてしまうことを防止することが可能となる。   Furthermore, when performing high-frequency interpolation processing of an audio signal, various parameters for high-frequency interpolation processing are appropriately set by the parameter setting unit 16 based on the bandwidth set by the bandwidth setting unit 7 and complemented. A signal is generated. For this reason, when performing high-frequency interpolation of the frequency band of the audio signal that has been deleted by the compression process (a predetermined bandwidth of the audio signal), the data is deleted by the compression processing and the frequency part for which the interpolation process is performed. A portion where data is not complemented does not occur between the frequency portion that has been lost. Therefore, high frequency signals can be complemented so as to form a frequency spectrum that is continuous in frequency, and it is possible to prevent complementation that impairs the balance of the entire music due to the complement processing. It becomes.

さらに、高域補完部３における補完信号の生成処理は、数タップのＩＩＲフィルタ（Infinite Impulse Response Filter）により構成される第１ハイパスフィルタ部１０、第２ハイパスフィルタ部１２、ローパスフィルタ部１３や、簡易な構成により処理が実現されるサンプリング変換部１１などにより行うことができるため、信号処理の負担軽減を実現することが可能となり、高価なプロセッサなどを用いる必要がない。   Further, the complementary signal generation processing in the high frequency interpolation unit 3 includes a first high-pass filter unit 10, a second high-pass filter unit 12, a low-pass filter unit 13, which are configured by a multi-tap IIR filter (Infinite Impulse Response Filter), Since the processing can be performed by the sampling conversion unit 11 or the like that realizes processing with a simple configuration, it is possible to reduce the burden of signal processing, and it is not necessary to use an expensive processor or the like.

次に、制御部６において行われる処理を、図１０に示すフローチャートに基づいて説明する。なお、説明の便宜上、ユーザが操作部５を操作することによりオーディオ再生部２においてオーディオ信号の再生処理を行う場合について説明を行うこととし、オーディオ再生部２により再生されるオーディオ信号のデコード情報は、圧縮方式がＭＰ３、サンプリングレートが４４．１ｋｂｐｓ、ビットレートが９６ｋｂｐｓとする。   Next, the process performed in the control part 6 is demonstrated based on the flowchart shown in FIG. For convenience of explanation, the case where the audio reproduction unit 2 performs the audio signal reproduction process by operating the operation unit 5 by the user will be described. The decoding information of the audio signal reproduced by the audio reproduction unit 2 is as follows. The compression method is MP3, the sampling rate is 44.1 kbps, and the bit rate is 96 kbps.

まず、制御部６は、操作部５より取得した再生情報に基づいて、オーディオ再生部２を制御してメディアに記録されるオーディオ信号の再生処理を実行させる（ステップＳ．１）。オーディオ再生部２では、制御部６の指示に応じてメディアからオーディオ信号のデジタル情報を読み出し、オーディオ信号の圧縮方式を求める。そして求められた圧縮方式に対応するデコーダを選択して、読み出されたデジタル情報のデコード処理を行い、オーディオ信号を高域補完部３に出力する。また、オーディオ再生部２では、求められた圧縮方式と、オーディオ信号のサンプリングレートとビットレートとを制御部６に送信する。   First, the control unit 6 controls the audio reproduction unit 2 based on the reproduction information acquired from the operation unit 5 to execute the reproduction process of the audio signal recorded on the medium (step S.1). The audio playback unit 2 reads digital information of the audio signal from the medium in accordance with an instruction from the control unit 6 and obtains the audio signal compression method. Then, a decoder corresponding to the obtained compression method is selected, the read digital information is decoded, and an audio signal is output to the high frequency interpolation unit 3. In addition, the audio reproduction unit 2 transmits the obtained compression method, the sampling rate and the bit rate of the audio signal to the control unit 6.

本実施の形態では、上述したように、圧縮方式がＭＰ３、サンプリングレートが４４．１ｋｂｐｓ、ビットレートが９６ｋｂｐｓとなるデコード情報が、オーディオ再生部２から制御部６に送信される。   In the present embodiment, as described above, the decoding information in which the compression method is MP3, the sampling rate is 44.1 kbps, and the bit rate is 96 kbps is transmitted from the audio reproduction unit 2 to the control unit 6.

その後、制御部６は、オーディオ再生部２より、オーディオ信号の圧縮方式、サンプリングレート、ビットレートに関する情報（デコード情報）を受信し（ステップＳ．２）、受信した圧縮方式、サンプリングレート、ビットレートに関する情報を帯域幅設定部７に送信する（ステップＳ．３）。   Thereafter, the control unit 6 receives information (decoding information) about the compression method, sampling rate, and bit rate of the audio signal from the audio reproduction unit 2 (step S.2), and receives the received compression method, sampling rate, and bit rate. The information regarding is transmitted to the bandwidth setting unit 7 (step S.3).

帯域幅設定部７では、図２に示した帯域幅設定テーブルを参照し、制御部６より受信した圧縮方式、サンプリングレート、ビットレートに基づいて、帯域幅の設定を行う。本実施の形態では、圧縮方式がＭＰ３、サンプリングレートが４４．１ｋｂｐｓ、ビットレートが９６ｋｂｐｓであるため、図２に示す帯域幅設定テーブルに基づいて帯域幅の値１２が設定される。設定された帯域幅の値１２は、帯域幅設定部７から制御部６に対して送信される。   The bandwidth setting unit 7 refers to the bandwidth setting table shown in FIG. 2 and sets the bandwidth based on the compression method, sampling rate, and bit rate received from the control unit 6. In this embodiment, since the compression method is MP3, the sampling rate is 44.1 kbps, and the bit rate is 96 kbps, the bandwidth value 12 is set based on the bandwidth setting table shown in FIG. The set bandwidth value 12 is transmitted from the bandwidth setting unit 7 to the control unit 6.

制御部６は、帯域幅設定部７より帯域幅情報を受信し（ステップＳ．４）、受信した帯域幅情報がＯＦＦでないか否かを判断する（ステップＳ．５）。受信した帯域幅情報がＯＦＦでない場合（ステップＳ．５においてＮｏの場合）、つまり、帯域幅情報として帯域幅設定部７により設定された帯域幅の数値を受信した場合、制御部６は、帯域幅情報を高域補完部３のパラメータ設定部１６に送信する（ステップＳ．６）。   The control unit 6 receives the bandwidth information from the bandwidth setting unit 7 (step S.4), and determines whether the received bandwidth information is not OFF (step S.5). When the received bandwidth information is not OFF (No in step S.5), that is, when the bandwidth value set by the bandwidth setting unit 7 is received as the bandwidth information, the control unit 6 The width information is transmitted to the parameter setting unit 16 of the high frequency interpolation unit 3 (step S.6).

パラメータ設定部１６では、図４に示すパラメータ設定テーブルを参照して、受信した帯域幅に対応するサンプリング変換レートβの値、第１ハイパスフィルタ部１０のカットオフ周波数の値、第２ハイパスフィルタ部１２のカットオフ周波数の値、ローパスフィルタ部１３のカットオフ周波数の値、ゲイン部１４の高域補完ゲインの値を設定する。設定された値は、それぞれサンプリング変換部１１におけるサンプリング変換レートβの設定値、第１ハイパスフィルタ部１０におけるカットオフ周波数の設定値、第２ハイパスフィルタ部１２におけるカットオフ周波数の設定値、ローパスフィルタ部１３におけるカットオフ周波数の設定値、ゲイン部１４における高域補完ゲインの設定値としてそれぞれ設定される。   The parameter setting unit 16 refers to the parameter setting table shown in FIG. 4, the value of the sampling conversion rate β corresponding to the received bandwidth, the value of the cutoff frequency of the first high pass filter unit 10, the second high pass filter unit A cutoff frequency value of 12, a cutoff frequency value of the low-pass filter unit 13, and a high frequency complementary gain value of the gain unit 14 are set. The set values are a sampling conversion rate β setting value in the sampling conversion unit 11, a cutoff frequency setting value in the first high-pass filter unit 10, a cutoff frequency setting value in the second high-pass filter unit 12, and a low-pass filter. The set value of the cutoff frequency in the unit 13 and the set value of the high frequency complementary gain in the gain unit 14 are set.

本実施の形態に係るオーディオ再生装置１では、制御部６によりオーディオ信号の帯域幅として設定された１２ｋＨｚの情報がパラメータ設定部１６に伝達される。このため、パラメータ設定部１６では、図４に示すパラメータ設定テーブルに基づいて、サンプリング変換レートβの設定値として１６、第１ハイパスフィルタ部１０のカットオフ周波数として１０ｋＨｚ、第２ハイパスフィルタ部１２のカットオフ周波数として１３ｋＨｚ、ローパスフィルタ部１３のカットオフ周波数として１３ｋＨｚ、ゲイン部１４の高域補完ゲインの設定値として−４ｄＢを設定する。   In the audio playback device 1 according to the present embodiment, 12 kHz information set as the bandwidth of the audio signal by the control unit 6 is transmitted to the parameter setting unit 16. Therefore, the parameter setting unit 16 sets 16 as the set value of the sampling conversion rate β, 10 kHz as the cutoff frequency of the first high-pass filter unit 10, and sets the second high-pass filter unit 12 based on the parameter setting table shown in FIG. 4. The cutoff frequency is set to 13 kHz, the cutoff frequency of the low-pass filter unit 13 is set to 13 kHz, and the high-frequency complementary gain setting value of the gain unit 14 is set to −4 dB.

パラメータ設定部１６により設定された設定値に基づいて各機能部１０〜１４のパラメータが設定された後、各機能部１０〜１４は設定されたパラメータに基づいて、高域補完処理を実行する。   After the parameters of the function units 10 to 14 are set based on the set values set by the parameter setting unit 16, the function units 10 to 14 execute a high frequency interpolation process based on the set parameters.

オーディオ再生部２より入力されるオーディオ信号が図１１（ａ）に示すような周波数特性を有している場合には、カットオフ周波数を１０ｋＨｚに設定した第１ハイパスフィルタ部１０を用いて、図１１（ｂ）に示すような高域周波数成分の抽出が行われる。その後、サンプリング変換部１１におけるダウンサンプリング処理、ゲイン補完処理およびアップサンプリング処理により、補完信号が生成される。本実施の形態に係るサンプリング変換部１１では、第１ハイパスフィルタにより抽出された高域成分（１０ｋＨｚ〜１２ｋＨｚあたり）が、図１２（ａ）に示すように全周波数帯域に応じて複数コピーされて補完信号が生成される。   When the audio signal input from the audio reproduction unit 2 has frequency characteristics as shown in FIG. 11A, the first high-pass filter unit 10 having a cutoff frequency set to 10 kHz is used. Extraction of high frequency components as shown in FIG. 11 (b) is performed. Thereafter, a complementary signal is generated by down-sampling processing, gain supplement processing, and up-sampling processing in the sampling converter 11. In the sampling conversion unit 11 according to the present embodiment, a plurality of high-frequency components (from 10 kHz to 12 kHz) extracted by the first high-pass filter are copied according to the entire frequency band as shown in FIG. A complementary signal is generated.

その後、第２ハイパスフィルタ部１２およびローパスフィルタ部１３により帯域補完が行われた補完信号は、ゲイン部１４においてゲイン調整が行われ、図１２（ｂ）に示すように、もとのオーディオ信号の周波数特性に適した高域補完信号が生成される。その後、加算部１５において、図１１（ａ）に示すオーディオ信号と、図１２（ｂ）に示す高域補完信号とが合成されることにより、図１３に示すような高域成分（本実施の形態では、１２ｋＨｚよりも高域の成分）のオーディオ信号を補完したオーディオ信号を生成することが可能となる。   Thereafter, the complementary signal that has been subjected to band interpolation by the second high-pass filter unit 12 and the low-pass filter unit 13 is subjected to gain adjustment in the gain unit 14, and as shown in FIG. A high-frequency complementary signal suitable for the frequency characteristic is generated. Thereafter, the adder 15 synthesizes the audio signal shown in FIG. 11A and the high frequency complementary signal shown in FIG. In the embodiment, it is possible to generate an audio signal that complements an audio signal having a higher frequency than 12 kHz.

特に、図１３に示すように、高域成分の補完が行われたオーディオ信号は、オーディオ信号の帯域幅に基づいて設定されたパラメータを用いて補完信号が生成されるため、周波数スペクトルにおいて高域補完部分の特性が連続な特性を示すように補完処理を行うことができる。このため、高域補完処理が行われたオーディオ信号は、高域補完処理により高域周波数成分が好適に補完（生成）されることになり、聴取された音楽の特性を最適な状態にすることが可能となる。   In particular, as shown in FIG. 13, an audio signal that has been subjected to high-frequency component complementation is generated using a parameter that is set based on the bandwidth of the audio signal. Complementary processing can be performed so that the characteristic of the complement portion shows a continuous characteristic. For this reason, audio signals that have been subjected to high-frequency interpolation processing are preferably supplemented (generated) with high-frequency components by high-frequency interpolation processing, so that the characteristics of the listened music are optimized. Is possible.

一方で、受信した帯域幅情報がＯＦＦである場合（ステップＳ．５においてＹｅｓの場合）、制御部６は、高域補完部３のパラメータ設定部１６に対して高域補完処理を行わない旨の情報（例えば、ＯＦＦ情報）を送信する（ステップＳ．７）。パラメータ設定部１６では、ＯＦＦ情報をパラメータ設定部１６で受信し、受信したＯＦＦ情報により高域補完処理を行わない旨を判断する。そして、パラメータ設定部１６は、第１ハイパスフィルタ部１０、サンプリング変換部１１、第２ハイパスフィルタ部１２、ローパスフィルタ部１３、ゲイン部１４における処理を停止させる。この停止処理により、高域補完部３に入力されたオーディオ信号に対する高域補完処理が行われなくなる。   On the other hand, when the received bandwidth information is OFF (in the case of Yes in step S.5), the control unit 6 does not perform the high frequency interpolation process on the parameter setting unit 16 of the high frequency interpolation unit 3. (For example, OFF information) is transmitted (step S.7). In the parameter setting unit 16, the OFF information is received by the parameter setting unit 16, and it is determined that the high frequency interpolation process is not performed based on the received OFF information. Then, the parameter setting unit 16 stops the processes in the first high-pass filter unit 10, the sampling conversion unit 11, the second high-pass filter unit 12, the low-pass filter unit 13, and the gain unit 14. By this stop process, the high-frequency complement process for the audio signal input to the high-frequency complement unit 3 is not performed.

なお、第１ハイパスフィルタ部１０、サンプリング変換部１１、第２ハイパスフィルタ部１２、ローパスフィルタ部１３、ゲイン部１４における処理が停止される場合であっても、図３に示すように、高域補完部３は、高域補完処理のなされていないオーディオ信号を、そのままオーディオ出力部４に出力することが可能な構成となっている。このため、本実施の形態に係る高域補完部３では、各機能部１０〜１４の機能が停止されている場合であっても、高域補完処理がなされていないオーディオ信号をオーディオ出力部４に出力することができる。   Even if the processing in the first high-pass filter unit 10, the sampling conversion unit 11, the second high-pass filter unit 12, the low-pass filter unit 13, and the gain unit 14 is stopped, as shown in FIG. The complementing unit 3 is configured to be able to output an audio signal that has not been subjected to high-frequency complementing processing to the audio output unit 4 as it is. For this reason, in the high frequency interpolation unit 3 according to the present embodiment, even if the functions of the function units 10 to 14 are stopped, the audio output unit 4 outputs the audio signal that has not been subjected to the high frequency interpolation process. Can be output.

また、上述した処理では、パラメータ設定部１６がＯＦＦ情報の取得に応じて、第１ハイパスフィルタ部１０、サンプリング変換部１１、第２ハイパスフィルタ部１２、ローパスフィルタ部１３、ゲイン部１４における処理を停止させる構成を説明したが、パラメータ設定部１６ではなく、制御部６が直接、第１ハイパスフィルタ部１０、サンプリング変換部１１、第２ハイパスフィルタ部１２、ローパスフィルタ部１３、ゲイン部１４における処理を停止させる構成とするものであってもよい。   Moreover, in the process mentioned above, the parameter setting part 16 performs the process in the 1st high pass filter part 10, the sampling conversion part 11, the 2nd high pass filter part 12, the low pass filter part 13, and the gain part 14 according to acquisition of OFF information. Although the configuration to be stopped is described, not the parameter setting unit 16 but the control unit 6 directly performs processing in the first high-pass filter unit 10, the sampling conversion unit 11, the second high-pass filter unit 12, the low-pass filter unit 13, and the gain unit 14. It may be configured to stop the operation.

その後、制御部６は、再生停止情報を受信したか否かを判断する（ステップＳ．８）。再生停止情報とは、オーディオ再生部２におけるオーディオ信号のデコード処理を終了させる必要が生ずる情報を意味しており、例えば、オーディオ信号の出力処理を停止させるために、ユーザが停止ボタンを操作することにより、操作部５から制御部６に対して送信される停止操作情報や、オーディオ再生部２がメディアに記録されているオーディオ情報を全て読み出してしまって、再生処理を終了する場合に、オーディオ再生部２から制御部６に対して送信される再生終了情報等が該当する。   Thereafter, the control unit 6 determines whether or not the reproduction stop information has been received (step S.8). The reproduction stop information means information that needs to end the decoding process of the audio signal in the audio reproduction unit 2, and for example, the user operates the stop button to stop the output process of the audio signal. Thus, when the stop operation information transmitted from the operation unit 5 to the control unit 6 and the audio reproduction unit 2 read all the audio information recorded on the medium and finish the reproduction process, the audio reproduction is performed. The reproduction end information transmitted from the unit 2 to the control unit 6 is applicable.

再生停止情報を受信した場合（ステップＳ．８においてＹｅｓの場合）、制御部６は、オーディオ再生部２に対してオーディオ再生処理を停止させるための停止情報を送信して（ステップＳ．９）、オーディオ出力部４からのオーディオ信号の出力処理を停止させ、処理を終了する。   When the reproduction stop information is received (Yes in step S.8), the control unit 6 transmits stop information for stopping the audio reproduction process to the audio reproduction unit 2 (step S.9). The audio signal output process from the audio output unit 4 is stopped, and the process is terminated.

一方で、再生停止情報を受信しなかった場合（ステップＳ．８においてＮｏの場合）、制御部６は、再生変更情報を取得したか否かを判断する（ステップＳ．１０）。再生変更情報とは、オーディオ再生部２において新たなオーディオ信号のデコード処理を実行させる必要が生ずる情報を意味しており、例えば、異なる曲の再生を行うことを目的としてユーザが操作ボタンを操作することにより、操作部５から制御部６に対して送信される他曲再生開始情報や、デコード処理を行っていたオーディオ信号が１曲分終了して、次のオーディオ信号のデコード処理を行う必要が生じた場合に、オーディオ再生部２から制御部６に対して送信される次曲再生開始情報などが該当する。   On the other hand, when the reproduction stop information is not received (No in Step S.8), the control unit 6 determines whether or not the reproduction change information is acquired (Step S.10). The reproduction change information means information that requires the audio reproduction unit 2 to execute a decoding process of a new audio signal. For example, the user operates an operation button for the purpose of reproducing a different song. As a result, the other music playback start information transmitted from the operation unit 5 to the control unit 6 and the audio signal on which the decoding process has been performed must be completed for one music and the next audio signal needs to be decoded. When this occurs, the next song playback start information transmitted from the audio playback unit 2 to the control unit 6 corresponds to this.

再生変更情報を受信した場合（ステップＳ．１０においてＹｅｓの場合）、制御部６は、処理をステップＳ．１に移行させることにより、オーディオ再生部２を制御して該当するオーディオ信号の再生処理を実行させる（ステップＳ．１）。その後、上述した一連の処理（ステップＳ．１〜ステップＳ．８の処理）を繰り返し実行する。   When the reproduction change information is received (Yes in Step S.10), the control unit 6 performs the process in Step S.10. By shifting to 1, the audio playback unit 2 is controlled to execute the playback process of the corresponding audio signal (step S.1). Thereafter, the series of processes described above (steps S.1 to S.8) are repeatedly executed.

再生変更情報を受信しなかった場合（ステップＳ．１０においてＮｏ場合）、制御部６は、再生停止情報あるいは再生変更情報を受信するまで、上述した処理（ステップＳ．８以降の処理）を繰り返し実行する。   When the reproduction change information is not received (No in step S.10), the control unit 6 repeats the above-described process (the process after step S.8) until the reproduction stop information or the reproduction change information is received. Run.

このように本実施の形態に係るオーディオ再生装置１では、帯域幅設定部７において、オーディオ再生部２において求められたオーディオ信号の圧縮方式、サンプリングレート、ビットレートに基づいて、帯域幅設定テーブルよりオーディオ信号の帯域幅を設定することができる。このため、圧縮されたオーディオ信号における帯域幅情報を、高価なプロセッサなどを用いることなく求めることができ、処理負担の低減を図ることが可能になると共に、プロセッサ等の使用に伴う処理コストの上昇を抑制することが可能となる。   As described above, in the audio playback device 1 according to the present embodiment, the bandwidth setting unit 7 uses the bandwidth setting table based on the compression method, sampling rate, and bit rate of the audio signal obtained by the audio playback unit 2. The bandwidth of the audio signal can be set. For this reason, bandwidth information in a compressed audio signal can be obtained without using an expensive processor, and the processing load can be reduced, and the processing cost increases due to the use of the processor or the like. Can be suppressed.

さらに、本実施の形態に係るオーディオ再生装置１では、帯域幅設定部７が帯域幅の設定を行うので、ユーザが帯域幅の設定をする必要がなくなり、ユーザの処理負担を軽減することが可能となる。さらに、ユーザが帯域幅の設定をする必要がないため、ユーザが誤った帯域幅を設定してしまうことを防止することができ、帯域幅を適切に設定することが可能となる。   Furthermore, in the audio playback device 1 according to the present embodiment, since the bandwidth setting unit 7 sets the bandwidth, it is not necessary for the user to set the bandwidth, and the processing burden on the user can be reduced. It becomes. Furthermore, since it is not necessary for the user to set the bandwidth, the user can be prevented from setting an incorrect bandwidth, and the bandwidth can be set appropriately.

また、オーディオ信号の圧縮方式、サンプリングレート、ビットレートに基づいて、オーディオ信号の帯域幅を設定することができるので、従来のように高域補完処理を行う周波数が固定されてしまうことがなくなる。このため、オーディオ信号における帯域幅の相違を考慮した適切な高域補完処理を行うことが可能となり、聴覚的に違和感の生じない最適な高域補完処理を行うことが可能となる。   In addition, since the bandwidth of the audio signal can be set based on the compression method, sampling rate, and bit rate of the audio signal, the frequency for performing the high frequency interpolation processing is not fixed as in the conventional case. For this reason, it is possible to perform an appropriate high-frequency interpolation process in consideration of a difference in bandwidth in the audio signal, and it is possible to perform an optimal high-frequency interpolation process that does not cause a sense of incongruity.

さらに、本実施の形態に係るオーディオ再生装置１では、高域周波数成分のオーディオ情報を損うことなく圧縮処理を行うことが可能なＬｏｓｓＬｅｓｓ方式等の圧縮方式によりオーディオ信号の圧縮が行われている場合に、高域補完処理を行わないように高域補完部３を制御することができる。このため、オーディオ信号に対して聴感上違和感を与えるような無用の高域補完処理を行ってしまうことを防止することができる。   Furthermore, in the audio reproduction device 1 according to the present embodiment, the audio signal is compressed by a compression method such as the Loss Less method that can perform the compression process without damaging the audio information of the high frequency component. In this case, the high frequency complementing unit 3 can be controlled so as not to perform the high frequency complementing process. For this reason, it is possible to prevent unnecessary high-frequency interpolation processing that gives an uncomfortable feeling to the audio signal.

また、オーディオ信号のビットレートの値が低い場合には、デコード処理されたオーディオ信号の品質が低下するため、補完処理を行うことにより聴感上違和感を与えてしまう場合が有る。さらに、オーディオ信号のビットレートの値が高い場合には、高域補完処理を行わなくても高域周波数帯域における音響効果を聴感上得ることが可能な場合が有り、高域補完処理を行うことによる効果が乏しい場合がある。   Further, when the bit rate value of the audio signal is low, the quality of the decoded audio signal is deteriorated, so that there may be a sense of incongruity due to the complementary processing. Furthermore, when the bit rate value of the audio signal is high, it may be possible to obtain acoustic effects in the high frequency band without performing high frequency interpolation processing, and high frequency interpolation processing should be performed. May not be effective.

本実施の形態に係るオーディオ再生装置１では、オーディオ信号のビットレートの値が高い場合や低い場合において、高域補完処理を行わないように高域補完部３を制御することができる。このため、高域補完処理を行っても音響的な補完効果が乏しい場合に補完処理を中断することにより、無用な処理負担の増大を抑えることができると共に、高域補完処理の効果を効果的に発揮できる場合にのみ、高域補完処理を行うように処理を調整することが可能となる。   In the audio reproduction device 1 according to the present embodiment, the high frequency complementing unit 3 can be controlled not to perform the high frequency complementing process when the bit rate value of the audio signal is high or low. For this reason, if the high-frequency interpolation processing is performed, if the acoustic complementary effect is insufficient, it is possible to suppress an increase in unnecessary processing load by suspending the interpolation processing, and the high-frequency interpolation processing is effective. It is possible to adjust the processing so as to perform the high-frequency interpolation processing only when it can be demonstrated to the user.

さらに、帯域幅設定部７により設定された帯域幅情報に応じて、サンプリング変換部１１におけるサンプリング変換レートβの設定値、各フィルタ部１０、１２、１３におけるカットオフ周波数の設定値、および、ゲイン部１４における高域補完ゲインの設定値が決定・変更されるため、圧縮されたオーディオ信号毎に異なる高域周波数成分の削除状態に対応した高域補完信号を生成することができる。このため、高域補完処理前のオーディオ信号に補完信号を合成させた場合に、オーディオ信号の周波数スペクトルが連続的な状態となるようにすることができ、補完処理が成されたオーディオ信号において聴覚的な違和感が生じてしまうことを防止することが可能となる。   Further, according to the bandwidth information set by the bandwidth setting unit 7, the set value of the sampling conversion rate β in the sampling conversion unit 11, the set value of the cutoff frequency in each of the filter units 10, 12, and 13, and the gain Since the setting value of the high frequency complementary gain in the unit 14 is determined and changed, it is possible to generate a high frequency complementary signal corresponding to a deletion state of a high frequency component that differs for each compressed audio signal. For this reason, when the complementary signal is synthesized with the audio signal before the high-frequency interpolation processing, the frequency spectrum of the audio signal can be made continuous, and the audio signal that has been subjected to the interpolation processing can be heard. It is possible to prevent a sense of incongruity from occurring.

また、本実施の形態に係る帯域幅設定テーブルでは、帯域幅の値が大きな値になるに応じて、サンプリング変換レートβの値が小さくなるように設定されている。このようにして、サンプリング変換レートβの値を設定することにより、オーディオ信号のダウンサンプリング処理およびアップサンプリング処理による折り返し（エイリアシング）の発生数を調整することができるので、生成される補完信号の信号精度を高めることが可能となる。   In the bandwidth setting table according to the present embodiment, the sampling conversion rate β is set to decrease as the bandwidth value increases. In this way, by setting the value of the sampling conversion rate β, it is possible to adjust the number of occurrences of aliasing due to the downsampling process and the upsampling process of the audio signal. The accuracy can be increased.

さらに、本実施の形態に係る帯域幅設定テーブルでは、帯域幅の値が大きくなるに応じて、第１ハイパスフィルタ部１０のカットオフ周波数の値［ｋＨｚ］、第２ハイパスフィルタ部１２のカットオフ周波数の値［ｋＨｚ］、ローパスフィルタ部１３のカットオフ周波数の値［ｋＨｚ］が高くなるように設定されている。このため、補完信号の作成時において、データの削除が行われる直前の周波数帯域の情報を有効的に用いてフィルタリング処理を行うことが可能となり、結果として最適な補完信号を生成することが可能となる。   Furthermore, in the bandwidth setting table according to the present embodiment, the cutoff frequency value [kHz] of the first high-pass filter unit 10 and the cutoff of the second high-pass filter unit 12 as the bandwidth value increases. The frequency value [kHz] and the cut-off frequency value [kHz] of the low-pass filter unit 13 are set to be high. For this reason, when creating a complementary signal, it is possible to perform filtering processing by effectively using the information of the frequency band immediately before the deletion of data, and as a result, an optimal complementary signal can be generated. Become.

さらに、本実施の形態に係る帯域幅設定テーブルでは、帯域幅の値が小さくなると、帯域幅に応じてゲイン部１４における高域補完ゲインの値が小さくなるように設定されているため、高域補完された信号のレベルが聴感上で違和感を与えないように設定を行うことが可能となる。   Furthermore, in the bandwidth setting table according to the present embodiment, since the value of the high frequency complementary gain in the gain unit 14 is set to be small according to the bandwidth when the bandwidth value is small, It is possible to make settings so that the level of the complemented signal does not give a sense of incongruity in hearing.

以上、本発明に係る高域補完装置について、図面を用いて詳細に説明したが、本発明に係る高域補完装置は、上述した実施の形態に示した例に限定されるものではない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   The high frequency complementing device according to the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the high frequency complementing device according to the present invention is not limited to the examples shown in the above-described embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Understood.

例えば、上述した実施の形態では、帯域幅設定部７を設け、制御部６より受信した、圧縮方式、サンプリングレート、ビットレートに基づいて、帯域幅設定部７で帯域幅情報を設定して、制御部６に返信する構成であった。しかしながら、帯域幅設定テーブルを制御部６内に記録させ、直接制御部６が、圧縮方式、サンプリングレート、ビットレートに基づいて帯域幅情報を設定する構成としてもよい。このような構成とすることにより、帯域幅設定部７としての機能を制御部６で実行させることができるので、本発明に係る高域補完装置に関する構成を簡略化させることが可能となる。   For example, in the above-described embodiment, the bandwidth setting unit 7 is provided, and based on the compression method, sampling rate, and bit rate received from the control unit 6, the bandwidth setting unit 7 sets the bandwidth information, It was the structure which replies to the control part 6. However, the bandwidth setting table may be recorded in the control unit 6, and the direct control unit 6 may set the bandwidth information based on the compression method, sampling rate, and bit rate. With such a configuration, the function as the bandwidth setting unit 7 can be executed by the control unit 6, so that the configuration related to the high frequency complementing apparatus according to the present invention can be simplified.

さらに、帯域幅設定テーブルをオーディオ再生部２に記録させることにより、圧縮方式、サンプリングレート、ビットレートに基づいて、オーディオ再生部２が帯域幅情報を設定する構成とするものであってもよい。また、帯域幅設定テーブルを高域補完部３のパラメータ設定部１６に記録させることにより、制御部６から圧縮方式、サンプリングレート、ビットレートからなるデコード情報を受信し、受信したデコード情報に基づいて、パラメータ設定部１６が帯域幅情報を設定する構成とするものであってもよい。このように、オーディオ再生部２やパラメータ設定部１６で、帯域幅情報を設定する構成とすることにより、帯域幅設定部７としての機能を、オーディオ再生部２やパラメータ設定部１６で実行させることができるので、本発明に係る高域補完装置に関する構成を簡略化させることが可能となる。   Further, the audio playback unit 2 may set the bandwidth information based on the compression method, sampling rate, and bit rate by recording the bandwidth setting table in the audio playback unit 2. Further, by recording the bandwidth setting table in the parameter setting unit 16 of the high frequency interpolation unit 3, the decoding information including the compression method, the sampling rate, and the bit rate is received from the control unit 6, and based on the received decoding information. The parameter setting unit 16 may be configured to set bandwidth information. In this way, by configuring the bandwidth information to be set by the audio playback unit 2 or the parameter setting unit 16, the function as the bandwidth setting unit 7 is executed by the audio playback unit 2 or the parameter setting unit 16. Therefore, it is possible to simplify the configuration related to the high frequency interpolation device according to the present invention.

本実施の形態に係るオーディ再生装置の概略構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed schematic structure of the audio reproducing | regenerating apparatus concerning this Embodiment. 本実施の形態に係る帯域幅設定部における帯域幅設定テーブルの一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the bandwidth setting table in the bandwidth setting part which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る高域補完部の概略構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed schematic structure of the high region complement part which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係るパラメータ設定部におけるパラメータ設定テーブルの一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the parameter setting table in the parameter setting part which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る第１ハイパスフィルタおよび第２ハイパスフィルタのフィルタ特性を示した図である。It is the figure which showed the filter characteristic of the 1st high pass filter and 2nd high pass filter which concern on this Embodiment. 本実施の形態に係るサンプリング変換部の概略構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed schematic structure of the sampling conversion part which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係るサンプリング変換部のサンプリング変換レートβが２および４の場合におけるダウンサンプリング処理の結果およびアップサンプリング処理の結果を示したオーディオ信号の周波数特性を示した図である。It is the figure which showed the frequency characteristic of the audio signal which showed the result of the downsampling process in case the sampling conversion rate (beta) of the sampling conversion part which concerns on this Embodiment is 2 and 4, and the result of the upsampling process. 本実施の形態に係るサンプリング変換部のサンプリング変換レートβが８および１６の場合におけるダウンサンプリング処理の結果およびアップサンプリング処理の結果を示したオーディオ信号の周波数特性を示した図である。It is the figure which showed the frequency characteristic of the audio signal which showed the result of the downsampling process in case the sampling conversion rate (beta) of the sampling conversion part which concerns on this Embodiment is 8 and 16, and the result of the upsampling process. 本実施の形態に係るローパスフィルタのフィルタ特性を示した図である。It is the figure which showed the filter characteristic of the low-pass filter concerning this Embodiment. 本実施の形態に係る制御部の処理内容を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the processing content of the control part which concerns on this Embodiment. （ａ）は、本実施の形態に係るオーディオ再生部から出力されるオーディオ信号の周波数特性を示した図であり、（ｂ）はこのオーディオ信号に対して、第１ハイパスフィルタを適用することにより高域成分が抽出されたオーディオ信号の周波数特性を示した図である。(A) is the figure which showed the frequency characteristic of the audio signal output from the audio reproduction part which concerns on this Embodiment, (b) is by applying a 1st high-pass filter with respect to this audio signal. It is the figure which showed the frequency characteristic of the audio signal from which the high frequency component was extracted. （ａ）は、図１１（ｂ）に示すオーディオ信号に対してサンプリング変換部によるサンプリング変換処理を適用することにより生成された補完信号の周波数特性を示した図であり、（ｂ）は、この補完信号に対して帯域補完処理およびゲイン補完処理を適用することにより生成された高域補完信号の周波数特性を示した図である。(A) is the figure which showed the frequency characteristic of the complementary signal produced | generated by applying the sampling conversion process by a sampling conversion part with respect to the audio signal shown in FIG.11 (b), (b) is this It is the figure which showed the frequency characteristic of the high frequency complement signal produced | generated by applying a band complement process and a gain complement process with respect to a complement signal. 図１１（ａ）に示したオーディオ信号に、図１２（ｂ）に示したオーディオ信号を合成することにより高域補完が成されたオーディオ信号の周波数特性を示した図である。It is the figure which showed the frequency characteristic of the audio signal by which the high frequency supplement was made | formed by synthesize | combining the audio signal shown in FIG.12 (b) with the audio signal shown to Fig.11 (a).

符号の説明Explanation of symbols

１ …オーディオ再生装置
２ …オーディオ再生部
３ …高域補完部（高域補完装置）
４ …オーディオ出力部
５ …操作部
６ …制御部
７ …帯域幅設定部（高域補完装置）
１０ …（高域補完部の）第１ハイパスフィルタ部（ハイパスフィルタ手段）
１１ …（高域補完部の）サンプリング変換部
１２ …（高域補完部の）第２ハイパスフィルタ部（補完信号生成手段）
１３ …（高域補完部の）ローパスフィルタ部（補完信号生成手段）
１４ …（高域補完部の）ゲイン部（補完信号生成手段）
１５ …（高域補完部の）加算部
１６ …（高域補完部の）パラメータ設定部（パラメータ設定手段）
２０ …（サンプリング変換部の）ダウンサンプリング部（ダウンサンプリング処理手段）
２１ …（サンプリング変換部の）ゲイン補完部
２２ …（サンプリング変換部の）アップサンプリング部（アップサンプリング手段） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Audio reproduction apparatus 2 ... Audio reproduction part 3 ... High frequency complement part (high frequency complement device)
4 ... Audio output unit 5 ... Operation unit 6 ... Control unit 7 ... Bandwidth setting unit (high-frequency complementing device)
10: First high-pass filter section (of high-frequency interpolation section) (high-pass filter means)
11 ... Sampling conversion unit 12 (of high-frequency interpolation unit) ... Second high-pass filter unit (of high-frequency interpolation unit) (complementary signal generating means)
13 ... Low-pass filter section (complementary signal generation means)
14... Gain section (complementary signal generating means)
15 ... Adder 16 (of high-frequency complementing unit) ... Parameter setting unit (of high-frequency complementing unit) (parameter setting means)
20 ... Downsampling unit (downsampling processing means)
21... Gain complementing unit 22 (of sampling conversion unit) Upsampling unit (upsampling means) of sampling conversion unit

Claims (3)

所定周波数よりも高域のオーディオ情報が削除されたオーディオ信号より、前記所定周波数より低い周波数から前記所定周波数までの周波数帯域におけるオーディオ信号を抽出するハイパスフィルタ手段と、
該ハイパスフィルタ手段により抽出されたオーディオ信号に対してダウンサンプリング処理を施すダウンサンプリング処理手段と、
該ダウンサンプリング処理手段によりダウンサンプリング処理が施されたオーディオ信号に対してアップサンプリング処理を施すアップサンプリング手段と、
該アップサンプリング手段によりアップサンプリング処理が施されたオーディオ信号に対してハイパスフィルタ処理およびローパスフィルタ処理を施すことにより、前記所定周波数から当該所定周波数より高域の周波数までの帯域幅を少なくとも備えた補完信号を生成する補完信号生成手段と、
前記所定周波数が高い値の場合に、前記所定周波数が低い値の場合に比べて、前記ダウンサンプリング処理において設定されるサンプリング変換レートの値と、前記アップサンプリング処理において設定されるサンプリング変換レートの値とを低い値に設定し、前記所定周波数が低い値の場合に、前記所定周波数が高い値の場合比べて、前記ダウンサンプリング処理において設定されるサンプリング変換レートの値と、前記アップサンプリング処理において設定されるサンプリング変換レートの値とを高い値に設定するパラメータ設定手段と
を備えたことを特徴とする高域補完装置。 High-pass filter means for extracting an audio signal in a frequency band from a frequency lower than the predetermined frequency to the predetermined frequency from an audio signal from which audio information in a higher frequency range than the predetermined frequency is deleted;
Down-sampling processing means for performing down-sampling processing on the audio signal extracted by the high-pass filter means;
Up-sampling means for performing up-sampling processing on the audio signal subjected to down-sampling processing by the down-sampling processing means;
Complement with at least a bandwidth from the predetermined frequency to a frequency higher than the predetermined frequency by performing high-pass filter processing and low-pass filter processing on the audio signal that has been up-sampled by the up-sampling means Complementary signal generating means for generating a signal;
When the predetermined frequency is a high value, the sampling conversion rate value set in the down-sampling process and the sampling conversion rate value set in the up-sampling process compared to when the predetermined frequency is a low value Is set to a low value, and when the predetermined frequency is a low value, the sampling conversion rate value set in the downsampling process is set in the upsampling process compared to a case where the predetermined frequency is a high value. And a parameter setting means for setting the sampling conversion rate value to a high value . 前記パラメータ設定手段は、
前記所定周波数が高い値の場合に、前記所定周波数が低い値の場合に比べて、前記ハイパスフィルタ手段において設定されるカットオフ周波数と、前記補完信号生成手段において前記ハイパスフィルタ処理および前記ローパスフィルタ処理を施す場合に設定されるカットオフ周波数とを高い値に設定し、
前記所定周波数が低い値の場合に、前記所定周波数が高い値の場合に比べて、前記ハイパスフィルタ手段において設定されるカットオフ周波数と、前記補完信号生成手段において前記ハイパスフィルタ処理および前記ローパスフィルタ処理を施す場合に設定されるカットオフ周波数とを低い値に設定すること
を特徴とする請求項１に記載の高域補完装置。 The parameter setting means includes
When the predetermined frequency is a high value, compared to a case where the predetermined frequency is a low value, the cutoff frequency set in the high-pass filter means, and the high-pass filter processing and the low-pass filter processing in the complementary signal generation means a cutoff frequency set when the applied set to a higher value,
When the predetermined frequency is a low value, compared to a case where the predetermined frequency is a high value, the cutoff frequency set in the high-pass filter means, and the high-pass filter processing and the low-pass filter processing in the complementary signal generation means The high frequency interpolation apparatus according to claim 1, wherein the cutoff frequency set when performing the processing is set to a low value . 前記パラメータ設定手段は、
前記所定周波数が高い値の場合に、前記ダウンサンプリング処理において設定されるサンプリング変換レートの値と、前記アップサンプリング処理において設定されるサンプリング変換レートの値とを８の値に設定し、前記所定周波数が低い値の場合に、前記ダウンサンプリング処理において設定されるサンプリング変換レートの値と、前記アップサンプリング処理において設定されるサンプリング変換レートの値とを１６の値に設定すること
を特徴とする請求項１または請求項２に記載の高域補完装置。 The parameter setting means includes
When the predetermined frequency is a high value, the value of the sampling conversion rate set in the downsampling process and the value of the sampling conversion rate set in the upsampling process are set to 8 values, and the predetermined frequency The sampling conversion rate value set in the down-sampling process and the sampling conversion rate value set in the up-sampling process are set to 16 values when the value is a low value. The high frequency interpolation apparatus according to claim 1 or 2.
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