[发明专利]基于窄带信号产生宽带信号的方法装置及其技术设备

说明书

本发明涉及一种基于窄带谐波输入信号产生宽带信号的装置，该装置包括：

频谱扩展装置，用来在输入端接收窄带信号以便基于包含在所述窄带信号中的数据产生一个具有扩展频带的中间信号，

滤波装置，用来滤波具有扩展频带的所述中间信号并从中提取未包含在输入信号的窄带中的频谱部分，以及

加法器，用来将所述滤波装置的输出信号加到所述窄带输入信号上并在输出端产生所述宽带信号。

本发明也涉及用来在输入端接收窄带谐波信号以便在扬声器/耳机的输出端产生一个称之为宽带信号的模拟谐波信号的接收机，该宽带信号包括电话频带以外频率。

本发明最后涉及基于窄带谐波信号产生宽带信号的方法，包括如下步骤：

接收窄带谐波信号的步骤，

频谱扩展步骤，用来基于包含在所接收的窄带信号中的频谱数据产生一个具有频谱扩展的中间信号，

滤波步骤，用来滤波该中间信号和从中提取未包含在窄带中的频谱部分，

相加步骤，用来将在滤波步骤步骤获得的信号加到所接收的窄带信号上并在输出端产生宽带信号。

本发明有许多应用，特别在应用于音响和数字电话中，用来加宽谐波信号的频带从而改善用户的音响的舒适感。

在欧州专利申请EP732 687 A2描述了一种在本文开头部分所述那种类型的应用于语音信号的装置。它包括一个频谱扩展装置，该装置包括一个线性预测编码器LPC，用来进行窄带信号的LPC分析和从中提取LPC特征，和一个LP综合器，用来根据由窄带信号中提取的LPC特征综合数字宽带语音信号。

引用的专利只应用于语音信号和带有某些缺点，诸如，使用高成本的预测编码和LPC综合电路，这必须有可观的计算量和包含复杂的语音编码/译码装置。而且，所述方法引入了用来处理在数字数据帧中传输的数据消息的延迟。

本发明的目的是为了描述一种比现有技术更简单而又无上述缺点的方法，它可应用于以窄带接收的任何谐波信号，即低和/或高频受限的频带，在接收端扩展频频带宽。

为此，本发明的目的是为了提供一种如开头部分所述的装置，其特征在于：频谱扩展装置包括一个用来将所述窄带输入信号与其自身的函数相乘的部件。

根据本发明的一个优选实施例，表示为s(t)的所述中间信号通过乘积计算得到：

        s(t)＝e(t)*f(t)

其中e(t)为窄带输入信号并包括至少两个谐波，

f(t)为与e(t)的符号和幅度有关的函数，

符号*表示乘法运算。

还提供一种如开头段中所述类型的方法，其特征在于：所述频谱扩展步骤包括有关用来相乘所述窄带输入信号和自身函数的步骤。本发明的这些和其它方面将通过参阅此后作为非限制的例子的实施例的描述而明了。

附图中，

图1是作为例子的本发明的装置的例子的方框图，

图2示出了以分贝表示的作为频率函数的滤波器BPL和BPF1的两个特性曲线，

图3是分别在图1中表示的装置中的输入和输出端的窄带接收谐波信号的频谱表示，以及

图4是本发明的方法的一个例子的流程图。

图1的装置主要用于DECT(数字增强型无绳电信)型数字电话接收机或GSM型(全球移动通信)电话接收机，但也可用于任何能传送诸如语音信号或音乐信号的谐波信号的音频设备，以便加宽其频谱来改善其音质。这实际是一个通过返回未包含在其频带内的“缺乏的”频谱分量来改善在音响设备的输出端发送的信号的主观质量的问题。显然，这些频谱分量可能因为数字化或滤波在编码/解码操作时从原始信号中已经被抑制了，而这些操作是为了用一个比原始信号频带窄的给定的通带的信道来传输信号。不过，该装置也可用于基于原始信号产生并不包括在原始信号中的人为频谱分量。，根据图1作为例子的表示的优先实施例，该装置接收输入端的谐波信号e(t)，其频谱位于例如包括300Hz到3400Hz之间的电话或窄带内。该装置通过数/模转换器D/A，将其频谱在50Hz到3400Hz之间的数字信号L(t)传送到输出端，例如扬声器/耳机HP上。输入信号e(t)，例如是经对在电话频带(300Hz-3400Hz)传输的，特别是语音信号的原始谐波信号数字滤波和/或编码的数字电话信号。它至少有两个以相应于原始语音信号的依次两个谐波ω₀和ω₁为中心的两个谐波。

该装置包括：

一个频谱扩展装置NLP，它接收输入信号e(t)用来产生一个包括为包含在电话频带内的频谱成分的中间信号s(t)，