DE60122397T2 - Frequenzinterpolationseinrichtung und Frequenzinterpolationsverfahren - Google Patents

Frequenzinterpolationseinrichtung und Frequenzinterpolationsverfahren Download PDF

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    • H04B14/04Transmission systems not characterised by the medium used for transmission characterised by the use of pulse modulation using pulse code modulation

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Frequenzinterpolationseinheit und ein Frequenzinterpolationsverfahren, die dazu geeignet sind, die Spektralverteilung eines bandbegrenzten Signals zu verbessern.
  • STAND DER TECHNIK
  • Die Verteilung von Daten des MPEG1 Audio Layer 3 (MP3)-Formats und die Verteilung von Musik und Ähnlichem durch Frequenzmodulations (FM)-Übertragung, Fernsehtonmultiplexübertragung und anderen Verfahren sind heutzutage weit verbreitet. Diese Verfahren beseitigen im Allgemeinen Frequenzkomponenten von 15 kHz oder höher von Musik und Ähnlichem, um zu verhindern, dass eine Steigerung in der Datenmenge und eine Erweiterung einer belegten Bandbreite durch ein übermäßiges Breitband hervorgerufen wird.
  • Die Veröffentlichung „Quality Enhancement of Narrowband CELP Coded Speech via Wideband Harmonical Resynthesis" von Chan et. al., ICASSP 1997, Seiten 1328 bis 1330, offenbart die Rekonstruktion eines Breitbandsignals von einem LPC-kodierten Schmalbandsignal.
  • Musik und Ähnliches, deren Frequenzkomponenten an einer vorherbestimmten Frequenz oder höher entfernt sind, weisen im Allgemeinen eine schlechte Tonqualität auf. Signale, die die entfernten Frequenzkomponenten ersetzen, werden hinzugefügt, um die Tonqualität zu verbessern, wie es in der Patentschrift JP-A-7093900 offenbart wird.
  • Gemäß der in der Patentschrift JP-A-7093900 offenbarten Annäherung wird ein digitales PCM-Audiosignal durch einen Tiefpassfilter geschickt und sein Ausgangssignal wird durch ein Signal multipliziert, das absolute Wertkomponenten vom Ausgangssignal enthält, um Verzerrung zu erzeugen.
  • Eine in der Patentschrift JP-A-7093900 offenbarte Audiosignalwiedergabevorrichtung erzeugt harmonische Wellen durch Verzerren der Wellenform eines Ausgangsaudiosignals mit einer Begrenzerschaltung und Ähnlichem. Es ist unbestimmt, dass derartige harmonische Wellen approximativ zu denjenigen sind, die im Originalaudiosignal enthalten sind.
  • Die Erfindung wurde gemacht, um das weiter oben beschriebene Problem in Verbindung mit dem Stand der Technik zu lösen. Eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Frequenzinterpolationseinheit und ein Frequenzinterpolationsverfahren bereit zu stellen, die zum Wiederherstellen eines Signals approximativ zum Originalsignal von einem vorherbestimmten Umsetzungssignal, das von einem bandbegrenzten Signal vom Originalsignal erhalten wird, geeignet sind, und insbesondere eine Frequenzinterpolationseinheit und ein Frequenzinterpolationsverfahren, die zum Wiederherstellen eines Audiosignals mit einer hohen Tonqualität geeignet sind.
  • Selbst wenn gemäß dem Stand der Technik die Frequenzkomponenten an einer vorherbestimmten Frequenz oder höher nicht unbedingt entfernt werden müssen, wird ein Audiosignal von Musik oder Ähnlichem derart in das MP3-Format oder Ähnliches komprimiert, dass das Band des Audiosignals im Allgemeinen begrenzt ist.
  • Selbst wenn Originaltöne oder Ähnliches, die durch ein digitales PCM-Audiosignal dargestellt sind, keine Frequenzkomponenten aufweisen, die höher als die Passbandbreite eines Tiefpassfilters sind, fügt eine herkömmliche Einheit unnötig hohe Frequenzkomponenten hinzu, die nicht in den Originaltönen oder Ähnlichem enthalten sind. Die Qualität eines Ausgangsaudiosignals wird mehr verschlechtert, als dass es durch einen Tiefpassfilter geschickt wird und es wird keine zusätzliche Signalverarbeitung ausgeführt.
  • Unter derartigen Umständen ist es eine zweite Aufgabe der Erfindung, eine Frequenzinterpolationseinheit und ein Frequenzinterpolationsverfahren bereit zu stellen, die zum Wiederherstellen eines Signals approximativ zu einem Originalsignal geeignet sind, und dies selbst von einem Signal, das mit einem Signal gemischt ist, das repräsentativ für das Originalsignal ist, dessen Spektralkomponenten in einigen Bändern entfernt wurden und von einem Signal, das repräsentativ für das Originalsignal ist, das keine Spektralkomponenten in diesen Bändern aufweist.
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorstehenden Aufgaben werden jeweils von Frequenzinterpolationssystemen nach den unabhängigen Ansprüchen 1 oder 4 und von Frequenzinterpolationsverfahren nach den unabhängigen Ansprüchen 7 oder 8 erreicht. Vorzugsweise Ausführungsformen werden in den abhängigen Ansprüchen 2, 3, 5 und 6 beansprucht.
  • Insbesondere, um die erste Aufgabe der Erfindung zu erreichen, werden in einer Frequenzinterpolationseinheit zum Empfangen eines Eingangssignals von einem Originalsignal, dessen Frequenzkomponenten in einem bestimmten Frequenzband unterdrückt wurden, zum approximativen Wiederherstellen von unterdrückten Frequenzkomponenten und zum Wiedergeben eines Signals approximativ zum Originalsignal, kurzperiodische Spektren von einem Frequenzband mit nicht unterdrückten Frequenzkomponenten erhalten, wird ein kurzperiodisches Spektrum im unterdrückten Frequenzband geschätzt, indem die Wiederholung eines Spektraldiagramms an einem vorherbestimmten Frequenzintervall berücksichtigt wird, und in Übereinstimmung mit dieser Schätzung wird ein Signal, das die Frequenzkomponenten im unterdrückten Frequenzband enthält, synthesiert und dem Eingangssignal hinzugefügt. Ganz besonders wird in der erfindungsgemäßen Frequenzinterpolationseinheit die Wiederholung des Spektraldiagramms von einem Korrelationskoeffizienten zwischen einem Spektraldiagramm in einem ersten Frequenzband mit einer vorherbestimmten Bandbreite und nicht unterdrückten Frequenzkomponenten nah des unterdrückten Frequenzbands und einem Spektraldiagramm in einem zweiten Frequenzband angrenzend an das erste Frequenzband mit der vorherbestimmten Bandbreite bewertet.
  • Wenn das Spektraldiagramm im ersten Frequenzband und das Spektraldiagramm im zweiten Frequenzband einen hohen Korrelationskoeffizienten aufweisen, wird eine Replik des Spektraldiagramms mit einer Korrelation verbunden, um die Frequenzkomponenten im unterdrückten Frequenzband zu interpolieren.
  • Mit dieser Frequenzinterpolationseinheit wird ein Abschnitt eines Spektrum von einem zu interpolierenden Signal mit einer hohen Spektralverteilungskorrelation einer Hüllenleitung entlang zur Hochfrequenzseite des zu interpolierenden Signals hinzugefügt, um hierdurch das Band zu erweitern. Das hinzugefügte Spektrum kann als einige harmonische Komponenten des Originalspektrums angesehen werden. Wenn das zu interpolierende Signal ein begrenztes Band aufweist, ist das Signal mit dem erweiterten Band demgemäß approximativ zum Originalsignal vor der Bandbegrenzung. Wenn das zu interpolierende Signal ein Audiosignal ist, kann das Audiosignal mit einer hohen Tonqualität vom Signal mit dem erweiterten Band wiederhergestellt werden.
  • In der erfindungsgemäßen Frequenzinterpolationseinheit werden die Intensitäten der zu synthesierenden Frequenzkomponenten von einer Spektralhülle des unterdrückten Frequenzbands bestimmt, die von einer Spektralhülle des nicht unterdrückten Frequenzbands geschätzt werden. Vorzugsweise ist das bestimmte Frequenzband ein Hochfrequenzband, und eine Obergrenzen-Frequenz des ersten oder zweiten Frequenzbands ist eine Untergrenzen-Frequenz von einem unterdrückten Hochfrequenzband.
  • Wenn das Interpolationsband das höchste Frequenzspektrum des zu interpolierenden Signals enthält, ist es höchstwahrscheinlich, dass das Interpolationsband selbst einige harmonische Komponenten vom Originalspektrum ist. Das Signal mit dem erweiterten Band ist approximativer zum Originalsignal vor der Bandbegrenzung.
  • Nach einem anderen Aspekt, der die erste Aufgabe der Erfindung erreicht, umfasst die Frequenzinterpolationseinheit Folgendes: Spektrum erzeugende Einrichtung zum Erzeugen kurzperiodischer Spektren des Eingangssignals; Spektraldiagramm ableitende Einrichtung zum Ableiten kurzperiodischer Spektraldiagramme mit einer Korrelation in angrenzenden Frequenzbändern mit derselben Bandbreite; Spektralhüllen ableitende Einrichtung zum Ableiten von Spektralhüllen-Informationen in dem Band, dessen Frequenzkomponenten nicht unterdrückt sind; Einrichtung, die responsiv ist auf die Spektraldiagramm ableitende Einrichtung und die Spektralhüllen leitende Einrichtung zum Synthesieren eines Frequenzspektralsignals zum Interpolieren des unterdrückten Frequenzbands; und Einrichtung zum Hinzufügen des synthesierten Spektralsignals zum Eingangssignal. In dieser Einheit enthält das synthesierte Spektralsignal die Frequenzkomponenten im unterdrückten Frequenzband, das abgeleitete Spektraldiagramm und den Pegel, der durch die Spektralhüllen-Information bestimmt ist. Typischerweise ist das Eingangssignal ein PCM-Signal, das durch Abtasten und Quantisieren eines analogen Audiosignals erhalten wird.
  • Nach einem anderen Aspekt der Erfindung wird Folgendes bereit gestellt: ein Frequenzinterpolationsverfahren zum Empfangen eines Eingangssignals von einem Originalsignal, dessen Frequenzkomponenten in einem bestimmten Frequenzband unterdrückt wurden, zum approximativen Wiederherstellen von unterdrückten Frequenzkomponenten und zum Wiedergeben eines Signals approximativ zum Originalsignal, wobei: kurzperiodische Spektren von einem Frequenzband mit nicht unterdrückten Frequenzkomponenten erhalten werden; ein kurzperiodisches Spektrum der Frequenzkomponenten im unterdrückten Frequenzband in Übereinstimmung mit der Wiederholung eines Spektraldiagramms im Frequenzband mit nicht unterdrückten Frequenzkomponenten geschätzt wird, und das geschätzte kurzperiodische Spektraldiagramm synthesiert und dem Eingangssignal hinzugefügt wird.
  • Um die zweite Aufgabe der Erfindung zu erreichen, umfassen in der Frequenzinterpolationseinheit der Erfindung und in einem Frequenzinterpolationssystem zum Empfangen eines Eingangssignals von einem Originalsignal, dessen Frequenzkomponenten in einem bestimmten Frequenzband unterdrückt wurden, zum approximativen Wiederherstellen von unterdrückten Frequenzkomponenten und zum Wiedergeben eines Signals approximativ zum Originalsignal, die Einheit und das System Folgendes: Einrichtung zum Bewerten, ob das bestimmte Frequenzband vom Originalsignal Frequenzkomponenten enthält, die einen vorherbestimmten oder höheren Pegel aufweisen, und Identifizierungsdaten erzeugen, die repräsentativ für eine Anwesenheit/Abwesenheit der Frequenzkomponenten sind, die den vorherbestimmten oder höheren Pegel aufweisen; Signalumsetzungsreinrichtung zum Unterdrücken der Frequenzkomponenten vom Originalsignal im bestimmten Frequenzband, und zum Unterwerfen des Originalsignals eines vorherbestimmten Signalumsetzungsprozesses; Einrichtung zum Überlagern der Identifizierungsdaten auf dem umgesetzten Signal, und zum Übertragen der Identifizierungsdaten und der umgesetzten Daten; Bewertungseinrichtung zum Empfangen eines übertragenen Signals, zum Prüfen der Identifizierungsdaten, die im Signal enthalten sind, und zum Bewerten einer Anwesenheit/Abwesenheit der Frequenzkomponenten im bestimmten Frequenzband; Abzweigungskontrolleinrichtung zum Kontrollieren, dass das empfangene Signal zu einem Externen ausgegeben wird, wenn die Bewertungseinrichtung bewertet, dass das bestimmte Frequenzband nicht die Frequenzkomponenten enthält, dass das empfangene Signal zur nachfolgenden Signalverarbeitungseinrichtung eingegeben wird, wenn die Bewertungseinrichtung bewertet, dass das bestimmte Frequenzband die Frequenzkomponenten enthält; und Signalverarbeitungseinrichtung responsiv auf das empfangene Signal von der Kontrolleinrichtung zum Ausführen eines inversen Umsetzungsprozesses vom vorherbestimmten Signalumsetzungsprozess und eines Interpolationsprozesses mit approximativem Synthesieren und Hinzufügen der Frequenzkomponenten im unterdrückten Frequenzband. Ganz besonders ist der vorherbestimmte Signalumsetzungsprozess ein Datenkomprimierungsprozess und der inverse Umsetzungsprozess, der von der Signalverarbeitungseinrichtung auszuführen ist, ein Datenentkomprimierungsprozess. Der Interpolationsprozess, der durch die Signalverarbeitungseinrichtung auszuführen ist, umfasst (i) einen kurzperiodischen Spektralanalysenprozess, (ii) einen Ableitungsprozess kurzperiodischer Spektraldiagramme in angrenzenden Frequenzbändern mit einer Korrelation und (iii) ein Ableitungsprozess von Spektralhüllen- Informationen.
  • Mit dem Frequenzinterpolationssystem werden die Identifizierungsdaten erzeugt, die repräsentativ dafür sind, ob das Spektrum vom Originalsignal zum unterdrückten Frequenzband verteilt ist. Wenn die Identifizierungsdaten ein Vorhandensein eines Spektrums im unterdrückten Frequenzband anzeigen, wird ein Abschnitt des Spektrums mit einer hohen Korrelation des zu interpolierenden Signals entlang einer Hülle zur Hochfrequenzseite des zu interpolierenden Signals hinzugefügt, um auf diese Weise das Band zu erweitern. Das hinzugefügte Spektrum kann als einige harmonische Komponenten des Originalspektrums angesehen werden. Wenn das zu interpolierende Signal ein begrenztes Band aufweist, ist das Signal mit dem erweiterten Band demgemäß approximativ zum Originalsignal vor der Bandbegrenzung. Wenn die Identifizierungsdaten kein Vorhandensein des Spektrums im Interpolationsband anzeigen, wird das zu interpolierende Signal ohne Spektrum-Addition ausgegeben.
  • Selbst wenn das empfangene Signal ein zu interpolierendes Signal mit unterdrückten Spektralkomponenten in einigen Bändern von einem Originalsignal ist, oder ein Signal repräsentativ für das Originalsignal, das nicht die Spektralkomponenten in den Bändern enthält, kann als ein Ergebnis ein Signal approximativ zum Originalsignal wiederhergestellt werden. Wenn das Signal ein Audiosignal ist, kann das Audiosignal mit einer hohen Tonqualität wiederhergestellt werden.
  • Das weiter oben beschriebene Frequenzinterpolationssystem verfügt über eine integrierte Anordnung einer Signalübertragungsseite (mit einem Encoder) und einer Signalempfangsseite (mit einem Decoder). Die Erfindung kann nur durch die Empfangsseite (Decoder-Seite) ausgeführt sein. In diesem Fall umfasst eine Frequenzinterpolationseinheit zum Empfangen eines Eingangssignals von einem Originalsignal, dessen Frequenzkomponenten in einem bestimmten Frequenzband unterdrückt wurden, zum approximativen Wiederherstellen von unterdrückten Frequenzkomponenten und zum Wiedergeben eines Signals approximativ zum Originalsignal folgendes: Einrichtung zum Empfangen eines ersten Signals, das erhalten wird durch die Unterwerfung des Originalsignals, dessen Signalkomponenten im bestimmten Frequenzband unterdrückt wurden, eines vorherbestimmten Signalumsetzungsprozesses, und ein zweites Signal, das auf dem ersten Signal der Identifizierungsdaten überlagert ist, die repräsentativ dafür sind, ob das bestimmte Frequenzband vom Originalsignal die Frequenzkomponenten enthält, die einen vorherbestimmten oder höheren Pegel aufweisen; Bewertungseinrichtung zum Prüfen der Identifizierungsdaten, die im empfangenen Signal enthalten sind, und zum Bewerten einer Anwesenheit/Abwesenheit der Frequenzkomponenten im bestimmten Frequenzband; Abzweigungskontrolleinrichtung zum Kontrollieren, um das empfangene Signal zu jedem Teil auszugeben, wenn die Bewertungseinrichtung bewertet, dass das bestimmte Frequenzband nicht die Frequenzkomponenten enthält, und um das empfangene Signal zur nachfolgenden Signalverarbeitungseinrichtung einzugeben, wenn die Bewertungseinrichtung bewertet, dass das bestimmte Frequenzband die Frequenzkomponenten enthält; und Signalverarbeitungseinrichtung, die responsiv auf das empfangene Signal von der Abzweigungskontrolleinrichtung ist, um einen inversen Umsetzungsprozess vom vorherbestimmten Signalumsetzungsprozess auszuführen, und einen Interpolationsprozess mit approximativem Synthesieren und Hinzufügen der Frequenzkomponenten in das unterdrückte Frequenzband.
  • Ähnlich zur Frequenzinterpolationseinheit wird, um die erste Aufgabe der Erfindung zu erreichen, ein Frequenzinterpolationsverfahren bereit gestellt, das folgendes umfasst: ein Schritt des Bewertens, ob das bestimmte Frequenzband vom Originalsignal Frequenzkomponenten enthält, die einen vorherbestimmten oder höheren Pegel aufweisen, und Identifizierungsdaten erzeugen, die repräsentativ für eine Anwesenheit/Abwesenheit der Frequenzkomponenten sind, die den vorherbestimmten oder höheren Pegel aufweisen; ein Schritt des Unterdrückens der Frequenzkomponenten des Originalsignals im bestimmten Frequenzband und des Unterwerfens des Originalsignals eines vorherbestimmten Signalumsetzungsprozesses; ein Schritt des Überlagerns der Identifizierungsdaten auf dem umgesetzten Signal und des Übertragens der Identifizierungsdaten und der umgesetzten Daten; ein Bewertungsschritt des Empfangens eines übertragenen Signals, des Prüfens der Identifizierungsdaten, die im Signal enthalten sind, und des Bewertens einer Anwesenheit/Abwesenheit der Frequenzkomponenten im bestimmten Frequenzband; ein Abzweigungskontrollschritt zum Kontrol lieren, dass das empfangene Signal zu einem Externen ausgegeben wird, wenn der Bewertungsschritt bewertet, dass das bestimmte Frequenzband nicht die Frequenzkomponenten enthält und dass das empfangene Signal nur in einen nachfolgenden Signalverarbeitungsschritt eingegeben wird, wenn der Bewertungsschritt bewertet, dass das bestimmte Frequenzband die Frequenzkomponenten enthält; und ein Signalverarbeitungsschritt, responsiv auf das empfangene Signal vom Abzweigungskontrollschritt, des Ausführens eines inversen Umsetzungsprozesses des vorherbestimmten Signalumsetzungsprozesses und eines Interpolationsprozesses mit approximativem Synthesieren und Hinzufügen der Frequenzkomponenten im unterdrückten Frequenzband.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Es zeigen
  • 1 ein Diagramm, das die Struktur einer Frequenzinterpolationseinheit nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
  • 2 ein Diagramm, das die Struktur eines Analysators zeigt.
  • 3(a) ein Diagramm, das das Spektrum eines Originalaudiosignals zeigt und 3(b) ein Diagramm, das das Spektrum des Audiosignals zeigt, dessen Frequenzkomponenten, die höher als eine vorherbestimmte Frequenz sind, entfernt wurden.
  • 4(a) und 4(b) Diagramme, die Beispiele von Spektralverteilungen nach Interpolation zeigen.
  • 5 ein Diagramm, das die Struktur eines Synthesizers zeigt.
  • 6 ein Diagramm, das die Struktur einer Frequenzinterpolationseinheit nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
  • 7 ein Diagramm, das die Struktur eines Frequenzinterpolationsabschnitts zeigt, der in der 6 gezeigt wird.
  • 8 ein Diagramm, das die Struktur einer Frequenzinterpolationseinheit nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
  • AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
  • Unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen werden Ausführungsformen der Erfindung näher beschrieben.
  • (Erste Ausführungsform)
  • 1 ist ein Diagramm, das die Struktur einer Frequenzinterpolationseinheit nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
  • Wie gezeigt wird, setzt sich diese Frequenzinterpolationseinheit aus einem Analysator 1, einem Frequenzinterpolationsabschnitt 2, einem Interpolationsbandhinzufügeabschnitt 3 und einem Synthesizer 4 zusammen.
  • Wie es in der 2 gezeigt wird, setzt sich der Analysator 1 aus n Verzögerungseinheiten 11-0 bis 11-(n-1), (n+1) Abtastern 12-0 bis 12-n und einer Filterbank 13 (wobei n eine ganze Zahl von jedweder von 1 oder größer ist) zusammen.
  • Jede der Verzögerungseinheiten 11-0 und 11-(n-1) gibt ein Eingangssignal aus, indem sie es durch eine Abtastperiode verzögert. Ein Signal, das von einer Verzögerungseinheit 11-k ausgegeben ist, wird einem Abtaster 12-k zugeführt (wobei k eine ganze Zahl von jedweder von 0 bis (n-1) ist). Eine Verzögerungseinheit 11-j wird mit einem Signal zugeführt, das von einer Verzögerungseinheit 11-(j+1) ausgegeben ist (wobei j eine ganze Zahl von jedweder von 0 bis (n-2) ist). Die Verzögerungseinheit 11-(n-1) wird mit einem Pulscodemodulations (PCM)-Signal zugeführt, das durch die Frequenzinterpolationseinheit einer Frequenzinterpolation unterworfen ist.
  • Demgemäß gibt die Verzögerungseinheit 11-k ein PCM-Signal aus, das von der Verzögerungseinheit 11-(n-1) zugeführt wird, indem es durch (n-k) Abtastperioden des PCM-Signals verzögert wird.
  • Ein PCM-Signal ist ein Signal, das durch das Abtasten und Quantisieren, d.h. durch die so genannte PCM-Modulation, eines analogen Audiosignals, wie ein Sprachsignal, erhalten wird. Die Spektralverteilung eines Audiosignals, das durch ein PCM-Signal dargestellt ist, zeigt, dass die Frequenzkomponenten eines Originalaudiosignals, wie es in 3(a) gezeigt wird, die höher als eine vorherbestimmte Frequenz sind (14 kHz im Beispiel, das in 3(b) gezeigt wird), entfernt werden.
  • Jeder der Abtaster 12-0 bis 12-n tastet ein zugeführtes Signal ab, mit einer Abtastfrequenz von 1/(n+1)-ten der Abtastfrequenz des PCM-Signals, das der Frequenzinterpolation zu unterwerfen ist, und führt das abgetastete Signal zur Filterbank 13 zu.
  • Wie vorhergehend beschrieben wurde, wird der Abtaster 12-k mit einer Ausgabe der Verzögerungseinheit 11-k zugeführt. Der Abtaster 12-n wird mit dem PCM-Signal zugeführt, das der Frequenzinterpolation durch die Frequenzinterpolationseinheit zu unterwerfen ist, im Wesentlichen zum selben Zeitpunkt, wenn das PCM-Signal an die Verzögerungseinheit 11-(n-1) angewandt wird.
  • Die Filterbank 13 setzt sich aus einem digitalen Signalprozessor (DSP), einer zentralen Rechnereinheit (CPU) und Ähnlichem zusammen.
  • Wie vorhergehend beschrieben wurde, wird die Filterbank 13 mit Ausgaben der Abtaster 12-1 bis 12-n zugeführt.
  • Die Filterbank 13 erzeugt erste bis (n+1)-te (n+1) Signale, die repräsentativ für Kurzbereich-Spektralverteilungen der Eingangssignale sind, durch das Verwenden eines Polyphasenfilters, diskreter Cosinus Transformation (DCT), überlappender orthogonaler Transformation (LOT), modulierter überlappender Transformation (MLT), eines Quadraturspiegelfilters (QMF), erweiterter überlappender Transformation (ELT) oder Ähnlichem. Die Filterbank 13 wandelt nämlich ein zeitsequentielles Signal in ein Frequenzspektralsignal um. Die erzeugten (n+1) Signale werden dem Frequenzinterpolationsabschnitt 2 und dem Interpolationsbandhinzufügeabschnitt 3 zugeführt.
  • Es wird angenommen, dass das p-te Signal, das durch das Filterband 13 erzeugt ist, ein Signal ist, das repräsentativ für eine Spektralverteilung im p-ten niedrigsten Frequenzband unter den Bändern ist, die erhalten werden durch das Teilen durch (n+1) des Kurzbereich-Spektralverteilungsausgangs von den Abtastern 12-0 bis 12-n (wobei p eine ganze Zahl von jedweder von 1 bis (n+1) ist).
  • Der Frequenzinterpolationsabschnitt 2 setzt sich aus einem DSP, einem CPU und Ähnlichem zusammen. Nach dem Empfang der (n+1) Signale, die repräsentativ für die Spektralverteilungen der (n+1) Bänder von der Filterbank 13 sind, führt die Frequenzinterpolationseinheit 2 zum Beispiel die folgenden Prozesse (1) bis (5) aus, um ein Referenzband zu bestimmen, das als ein Interpolationsband zu verwenden ist.
    • (1) Um das Interpolationsband zu bestimmen, identifiziert der Frequenzinterpolationsabschnitt 2 erst ein Band (Referenzband), das gebildet wird durch das Verbinden aufeinander folgender q (q ist eine ganze Zahl im Bereich von 1 oder größer bis n oder kleiner) höherer Frequenzbänder un ter den Bändern, die durch die Signale dargestellt sind, die von der Filterbank 13 zugeführt werden. Es wird ein Mittelquadratwert X der Spektralkomponenten vom Referenzband berechnet. Das Band, das höher als die höchste Frequenz des Referenzbandes ist, wird als ein Band definiert, das im Wesentlichen nicht das Spektrum eines Audiosignals enthält, das durch das PCM-Signal dargestellt ist, das dem Analysator 1 zugeführt wird.
    • (2) Der Frequenzinterpolationsabschnitt 2 identifiziert ein Band (Vergleichsband), das gebildet wird durch das Verbinden aufeinander folgender q (q ist eine ganze Zahl im Bereich von 1 oder größer bis n oder kleiner) höherer Frequenzbänder ohne dem Band mit der höchsten Frequenz unter den Bändern, die durch die Signale dargestellt werden, die von der Filterbank 13 zugeführt werden. Es wird ein Mittelquadratwert Y der Spektralkomponenten des Vergleichsbandes berechnet.
    • (3) Durch Verwenden der Mittelquadratwerte der Spektralkomponenten des Referenzbandes und des Vergleichsbandes, sind die Werte der Spektralkomponenten des Vergleichsbandes normalisiert. Es wird zum Beispiel ein Y/X-Verhältnis vom Mittelquadratwert der Spektralkomponenten des Vergleichsbands zum Mittelquadratwert des Referenzbandes berechnet, und dieses Verhältnis wird mit entsprechenden Spektralkomponenten des Vergleichsbandes multipliziert. Ein Satz erhaltener Produkte stellt eine Spektralverteilung des normalisierten Vergleichsbandes dar.
    • (4) Ein Korrelationskoeffizient zwischen den Spektralverteilungen des Referenzbandes und des normalisierten Vergleichsbandes wird anhand einer Methode der kleinsten Quadrate oder Ähnlichem berechnet.
    • In diesem Fall wird der Korrelationskoeffizient durch den Frequenzinterpolationsabschnitt 2 in der Annahme berechnet, dass die Frequenz von jedem Spektrum des Vergleichsbandes eine Originalfrequenz ist, die mit einer Differenz zwischen den niedrigsten Frequenzen des Referenzbandes und des Vergleichsbandes hinzugefügt ist.
    • (5) Der Frequenzinterpolationsabschnitt 2 berechnet die Korrelationskoeffizienten durch das Ausführen der Prozesse (1) bis (4) für alle verfügbaren Werte von q und für alle verfügbaren Kombinationen des Referenzbandes und des Vergleichsbandes. Von diesen Kombinationen wird die Kombination identifiziert, die einen höchsten Korrelationskoeffizienten aufweist. Identifizierungsinformationen des Referenzbandes, die in der identifizierten Kombination enthalten sind, werden dem Interpolationsbandhinzufügeabschnitt 3 zugeführt.
  • Der Interpolationsbandhinzufügeabschnitt 3 setzt sich aus einem DSP, einem CPU und Ähnlichem zusammen. Nach dem Empfang der (n+1) Signale, die repräsentativ für die Spektralverteilungen der (n+1) Bänder von der Filterbank 13 sind, identifiziert der Interpolationsbandhinzufügeabschnitt 3 eine Funktion, die repräsentativ ist für eine Hülle der Spektralverteilung von jedem Band. Durch das Ausführen von Regressionsberechnungen oder Ähnlichem durch das Verwenden der identifizierten Funktion, wird ein Schätzwert eines Mittelquadratwertes der Spektralkomponenten berechnet, die im Wesentlichen im Interpolationsband enthalten sein müssen, das ein Band an der höheren Frequenzbandseite als das höchste Frequenzband ist (obwohl dieses Interpolationsband durch einen Bandbegrenzungsprozess unterdrückt wurde).
  • Es können ein einziges Interpolationsband oder mehrere Interpolationsbänder verwendet werden. Von der Breite von jedem Interpolationsband wird angenommen, dass sie gleich der Breite des Referenzbandes ist, das identifiziert wurde durch die Informationen, die vom Frequenzinterpolationsab schnitt 2 zugeführt wurden. Wenn es mehrere Interpolationsbänder gibt, sind diese Bänder kontinuierlich ohne jede Überlappung und der Interpolationsbandhinzufügeabschnitt 3 berechnet den Schätzwert eines Mittelquadratwertes der Spektralkomponenten von jedem Interpolationsband.
  • Nach dem Empfang der Informationen zum Identifizieren des Referenzbandes vom Frequenzinterpolationsabschnitt 2, erhält der Interpolationsbandhinzufügeabschnitt 3 die Spektralverteilung des Interpolationsbands durch Skalieren des identifizierten Referenzbandes.
  • Der Interpolationsbandhinzufügeabschnitt 3 berechnet nämlich erst den Mittelquadratwert der Spektralkomponenten des identifizierten Referenzbandes. Dann wird ein Verhältnis vom Schätzwert der Spektralkomponenten des Interpolationsbandes zum berechneten Mittelquadratwert der Spektralkomponenten des Referenzbandes berechnet. Dieses Verhältnis wird mit jedem der Spektralkomponenten des Referenzbandes multipliziert. Ein Satz berechneter Produkte stellt eine Spektralverteilung des Referenzbandes nach dem Skalieren dar.
  • Der Interpolationsbandhinzufügeabschnitt 3 erzeugt ein Signal, das repräsentativ ist für die Spektralverteilung des Interpolationsbandes durch Berücksichtigung der Spektralverteilung des Referenzbandes nach dem Skalieren als die Spektralverteilung des Interpolationsbandes. Das erzeugte Signal und auch die Signale, die von der Filterbank 13 zugeführt sind, werden dem Synthesizer 4 zugeführt.
  • Der Interpolationsbandhinzufügeabschnitt 3 führt dem Synthesizer 4 nämlich eine Spektralverteilung (Spektralverteilung nach Interpolation) zu, die erhalten wird durch das Hinzufügen von Spektralkomponenten des Interpolationsbandes zum Spektrum des Original-PCM-Signals.
  • Wenn der Interpolationsbandhinzufügeabschnitt 3 die Spektralverteilung des Referenzbandes nach dem Skalieren als die Spektralverteilung des r-ten Interpolationsbandes betrachtet, wenn von der niedrigen Frequenzseite aus gezählt wird, wird angenommen, dass die Frequenz von jedem Spektrum des Referenzbandes nach dem Skalieren eine Originalfrequenz ist, die mit einer höchsten Frequenz des Referenzbandes und einem Wert (r-1) mal die Breite des Interpolationsbandes hinzugefügt ist.
  • Die 4(a) und 4(b) zeigen Beispiele der Spektralverteilung nach Interpolation.
  • In dem in der 4(a) gezeigten Beispiel von sieben Bändern (erstes bis siebtes Band) eines Audiosignals, das durch ein Original-PCM-Signal dargestellt ist, weist eine Kombination des siebten Bandes und des sechsten Bandes einen höchsten Korrelationskoeffizienten auf. Spektraldiagramme haben nämlich eine Wiederholung einer Bandperiode. Wie es in der 4(a) gezeigt wird, wird in diesem Fall ein Spektrum, das im Wesentlichen dieselbe Verteilung aufweist, wie diejenige des siebten Bandes, das das Referenzband ist, den vier Interpolationsbändern A1 bis A4 hinzugefügt.
  • In dem in der 4(b) gezeigten Beispiel von sieben Bändern eines Audiosignals, das durch ein Original-PCM-Signal dargestellt ist, weist eine Kombination des sechsten Bandes und des siebten Bandes und des vierten und des fünften Bandes einen höchsten Korrelationskoeffizienten auf. Spektraldiagramme haben nämlich eine Wiederholung einer Zweibandperiode. Wie es in der 4(b) gezeigt wird, wird in diesem Fall ein Spektrum, das im Wesentlichen dieselbe Verteilung aufweist, wie diejenige des Referenzbandes (ein Band, das sich aus dem sechsten und dem siebten Band zusammen setzt), zwei Interpolationsbändern B1 und B2 hinzugefügt.
  • Wie es in der 5 gezeigt wird, setzt sich der Synthesizer 4 aus einer Filterbank 41, (n+1) Abtastern 42-0 bis 42-n, n Verzögerungseinheiten 43-0 bis 43-(n-1) und n Addierern 44-0 bis 44-(n-1) zusammen.
  • Die Filterbank 41 setzt sich aus einem DSP, einem CPU und Ähnlichen zusammen. Wie vorhergehend beschrieben wurde, wird der Filterbank 41 ein Signal zugeführt, das repräsentativ für die Spektralverteilung nach Interpolation ist, die vom Interpolationsbandhinzufügeabschnitt 3 ausgegeben wird.
  • Die Filterbank 41 erzeugt (n+1) Signale, die repräsentativ sind für die Werte der Signale mit der Spektralverteilung eines zugeführten Signals und die an (n+1) Punkten abgetastet sind, durch das Verwenden von Polyphasenfiltern, der DCT, der LOT, der MLT, der ELT oder Ähnlichem (z.B. wandelt ein Spektralsignal im Frequenzbereich in ein Signal im Zeitbereich um). Von diesen erzeugten (n+1) Signalen wird ein p-tes Signal (p ist eine ganze Zahl von jedweder von 1 bis (n+1)) einem Abtaster 42-(p-1) zugeführt.
  • Es wird angenommen, dass die Abtastperiode für die Werte der Signale, die durch die Filterbank 41 erzeugt sind, im Wesentlichen der Abtastperiode der Abtaster 12-1 bis 12-n des Analysators 1 gleich kommt.
  • Das p-te Signal, das durch die Filterbank 41 erzeugt ist, stellt den Wert an p-te frühesten Abtastzeit unter den Werten dar, die erhalten werden durch das Abtasten an den (n+1) Punkten, und an einer gleichen Lage des Signals mit Spektralverteilung, die repräsentativ ist für das Signal, das zur Filterbank 41 zugeführt ist.
  • Jeder der Abtaster 42-1 bis 42-n wandelt ein zugeführtes Signal in ein Signal mit einer Frequenz (n+1) mal die vom zugeführten Signal um, und gibt ein PCM-Signal aus, das repräsentativ für das Umsetzungsergebnis ist.
  • Wie vorhergehend beschrieben, wird der Abtaster 42-(p-1) mit dem p-ten Signal zugeführt, das von der Filterbank 41 ausgegeben wird. Ein Abtaster 42-(s-1) führt sein Ausgangssignal zu einem Addierer 44-(p-1) zu (wobei s eine ganze Zahl von jedweder von 1 bis n ist). Der Abtaster 42-n führt sein Ausgangssignal der Verzögerungseinheit 43-(n-1) zu.
  • Jede der Verzögerungseinheiten 43-0 bis 43-(n-1) verzögert ein zugeführtes Signal durch eine Periode und gibt es aus.
  • Eine Verzögerungseinheit 43-k führt ihr Ausgangssignal einem Addierer 44-k zu (wobei k eine ganze Zahl im Bereich von 0 oder größer bis (n-1) oder kleiner ist). Eine Verzögerungseinheit 43-j wird mit einem Signal zugeführt, das von einem Addierer 44-(j+1) ausgegeben wird (wobei j eine ganze Zahl im Bereich von 0 oder größer bis (n-2) oder kleiner ist). Wie vorhergehend beschrieben wurde, wird die Verzögerungseinheit 43-(n-1) mit einem Signal zugeführt, das vom Abtaster 42-n ausgegeben wird.
  • Jeder der Addierer 44-0 bis 44-(n-1) gibt ein Signal aus, das repräsentativ für eine Summe der zwei zugeführten Signale ist.
  • Ein Addierer 44-k wird mit Signalen zugeführt, die von einem Abtaster 42-k und Verzögerungseinheit 43-k ausgegeben werden. Ein Addierer 44-m führt sein Ausgangssignal zu einer Verzögerungseinheit 43-(m-1) (wobei m eine ganze Zahl im Bereich von 1 oder größer bis (n-1) oder kleiner ist). Ein Signal, das vom Addierer 44-0 ausgegeben wird, ist ein Ausgangssignal der Frequenzinterpolationseinheit.
  • Ein Ausgangssignal vom Addierer 44-0 ist ein PCM-Signal mit der Spektralverteilung nach Interpolation und das erhalten wird durch sequentielles Ausgeben der Signale, die von den Abtastern 42-0, 42-1, ..., 42-(n-1) und 42-n zur im Wesentlichen selben Periode wie diejenige des PCM-Signals, das zum Analysator 1 zugeführt wird, ausgegeben werden.
  • Von der Spektralverteilung nach Interpolation, weist die Spektralverteilung des Interpolationsbandes, das durch den Interpolationsbandhinzufügeabschnitt 3 hinzugefügt ist, eine Spektralverteilung entsprechend zur Spektralverteilung des Referenzbandes auf, das enthalten ist in der Kombination des Referenzbandes und des Vergleichsbandes mit der höchsten Spektralverteilungskorrelation. Demgemäß kann die Spektralverteilung des Interpolationsbandes als harmonische Komponenten des Referenzbandes oder des Vergleichsbandes angesehen werden. Ein Ausgangssignal vom Addierer 44-0 ist demgemäß ein PCM-Signal, das durch PCM eines Audiosignals, das zum Audiosignal vor der Bandbegrenzung simuliert ist, erhalten wird. Durch das Wiedergeben des Audiosignals vom Ausgangssignal des Addierers 44-0 kann das Audiosignal mit hoher Tonqualität wiederhergestellt werden.
  • Die Struktur der Frequenzinterpolationseinheit ist nicht nur auf die weiter oben beschriebene begrenzt.
  • Die Funktionen der Verzögerungseinheiten 11-0 bis 11-(n-1) und 43-0 bis 43-(n-1), der Abtaster 12-0 bis 12-n und 42-0 bis 42-n und der Addierer 44-0 bis 44-(n-1) können zum Beispiel durch DSP und CPU realisiert werden.
  • Der Frequenzinterpolationsabschnitt 2 kann das Interpolationsband durch das Berechnen eines numerischen Wertes bestimmen, der repräsentativ ist für eine Korrelation zwischen dem Referenzband und dem Vergleichsband anstelle vom Korrelationskoeffizienten, in Übereinstimmung mit der Spektralverteilung des Referenzbandes und des Vergleichsbandes.
  • Der Frequenzinterpolationsabschnitt 2 kann eine Kombination zwischen dem Referenzband und dem Vergleichsband identifizieren und danach die Informationen zum Identifizieren des Vergleichsbandes in der identifizierten Kombination zum Interpolationsbandhinzufügeabschnitt 3 zuführen. In diesem Fall erhält der Interpolationsbandhinzufügeabschnitt 3 die Spektralverteilung des Interpolationsbandes durch Skalieren des identifizierten Vergleichsbandes.
  • Der Frequenzinterpolationsabschnitt 2 kann das Vergleichsband im weiter oben beschriebenen Prozess (3) normalisieren.
  • Wenn die Spektralverteilung des Interpolationsbandes von der Spektralverteilung des Referenzbandes erhalten wird, besteht jedoch eine große Wahrscheinlichkeit, dass das Referenzband selbst harmonische Komponenten des Vergleichsbandes ist, da die höchste Frequenz des Referenzbandes die höchste Frequenz des Spektrums vom Original-PCM-Signal enthält. Wenn die Spektralverteilung des Interpolationsbandes von der Spektralverteilung des Referenzbandes erhalten wird, wird ein Signal, das vom Addierer 44-0 ausgegeben wird, demgemäß ein Audiosignal, das mehr simuliert zum Audiosignal vor der Bandbegrenzung ist, als wenn die Spektralverteilung des Interpolationsbandes von der Spektralverteilung des Vergleichsbandes erhalten wird.
  • Ein durch die Frequenzinterpolationseinheit zu interpolierendes Signal ist weder nur auf ein PCM-Signal begrenzt, noch muss es ein moduliertes Signal von einem Audiosignal sein.
  • Obwohl die Ausführungsform der Erfindung weiter oben beschrieben wurde, kann die Frequenzinterpolationseinheit der Erfindung durch das Verwenden eines allgemeinen Rechnersystems ohne das Verwenden eines dedizierten Systems realisiert werden.
  • Ein Programm, das die Funktionen des Analysators 1, des Frequenzinterpolationsabschnitts 2, des Interpolationsbandhinzufügeabschnitts 3 und des Synthesizers 4 realisiert, kann zum Beispiel von einem Speichermedium (wie CD-ROM, MO und Diskette) gelesen werden und installiert sein, um die Funktionen der Frequenzinterpolationseinheit, die die weiter oben beschriebenen Prozesse ausführt, zu realisieren.
  • Das Programm kann auf einem Bulletin Board System (BBS) an einer Übertragungsleitung präsentiert werden, um es zu verteilen. Ein Träger kann durch Signale moduliert sein, die repräsentativ für das Programm sind, um die erhaltene modulierte Welle zu übertragen. Eine Vorrichtung empfängt diese modulierte Welle und demoduliert sie, um das Programm wiederherzustellen.
  • Die weiter oben beschriebenen Prozesse können durch das Laufen und das Ausführen des Programms unter der Kontrolle eines anderen betriebssystemähnlichen Anwendungsprogramms ausgeführt werden.
  • Wenn das Betriebssystem einen Abschnitt der Prozesse teilt oder einen Abschnitt von jedem Bestandteil der Erfindung bildet, kann das Programm, das einen derartigen Abschnitt entfernt, in einem Speichermedium gespeichert sein. In diesem Fall speichert das Speichermedium ebenfalls das Programm zum Ausführen von jeder Funktion oder Schritt des Computers.
  • Die vorher beschriebene erste Aufgabe der Erfindung kann wirksam durch die Frequenzinterpolationseinheit (oder das Verfahren) nach der ersten Ausführungsform der Erfindung erreicht werden.
  • (Zweite Ausführungsform)
  • Die 6 ist ein Diagramm, das die Struktur einer Frequenzinterpolationseinheit nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt, die die zweite Aufgabe der Erfindung erreichen kann.
  • Wie es in der 6 gezeigt wird, setzt sich die Frequenzinterpolationseinheit aus einem Hochfrequenzkomponenten-Erkennungsabschnitt 1, einem Sprachkomprimierungsabschnitt 2, einem Sprachentkomprimierungsabschnitt 3 und einem Frequenzinterpolationsabschnitt 4 zusammen.
  • Wie es in der 6 gezeigt wird, setzt sich der Hochfrequenzkomponenten-Erkennungsabschnitt 1 aus einem Hochpassfilter (HPF) 11 und einer Detektoreinheit 12 zusammen.
  • HPF 11 empfängt ein zu komprimierendes PCM-Signal, trennt die Frequenzkomponenten an einer vorherbestimmten Frequenz oder niedriger, und führt die anderen Komponenten (Hochfrequenzkomponenten) zur Detektoreinheit 12. Das zu komprimierende PCM-Signal wird ebenfalls dem Sprachkomprimierungsabschnitt 2 zugeführt.
  • Das zu komprimierende PCM-Signal wird von einem Audiosignal erzeugt, das eine Stimme oder Ähnliches wie eine Spannungs- oder Stromänderung darstellt. Die Trennfrequenz des HPF 11 wird höher als die Obergrenzenfrequenz eines Bandes gesetzt, das durch Komprimierungsdaten des PCM-Signals belegt ist, das durch den Sprachkomprimierungsabschnitt 2 komprimiert ist. Wenn die Obergrenzenfrequenz des Bandes, das durch die Komprimierungsdaten belegt ist, zum Beispiel bei 14 kHz liegt, wird die Trennfrequenz beispielsweise auf 16 kHz gesetzt.
  • Nach dem Empfang der Hochfrequenzkomponenten des PCM-Signals vom HPF 11, erkennt die Detektoreinheit 12 die Hochfrequenzkomponenten und erzeugt ein Erfassungssignal.
  • Dieses Erfassungssignal wird dem Sprachkomprimierungsabschnitt 2 mit einem Timing zugeführt, das synchron mit dem Timing ist, wenn das zu komprimierende PCM-Signal zum Sprachkomprimierungsabschnitt 2 zugeführt wird.
  • Der Sprachkomprimierungsabschnitt 2 setzt sich zum Beispiel aus einem DSP, einem CPU, einem Multiplexer und Ähnlichem zusammen. Der Sprachkomprimierungsabschnitt 2 verfügt ebenfalls über ein Speichermedium-Laufwerk zum Lesen/Schreiben von Daten von/zu einem Speichermedium (z.B. CD-R).
  • Nach dem Empfang des zu komprimierenden PCM-Signals führt der Sprachkomprimierungsabschnitt 2 Datenkomprimierung durch MP3, Advanced Audio Coding (AAC) oder ein anderes Verfahren aus. Die Obergrenzenfrequenz eines Bandes, das durch Daten belegt ist, die durch Datenkomprimierung erhalten werden (weiter oben beschriebene Komprimierungsdaten), ist eine vorherbestimmte Frequenz oder niedriger.
  • Der Sprachkomprimierungsabschnitt 2 erzeugt externe Daten, die anzeigen, ob das PCM-Signal Hochfrequenzkomponenten enthält, in Übereinstimmung damit, ob das Erfassungssignal von der Detektoreinheit 12 zugeführt wird.
  • Insbesondere nach dem Empfang des Erfassungssignals von der Detektoreinheit 12, erzeugt der Sprachkomprimierungsabschnitt 2 synchron mit dem Erfassungssignal die externen Daten, die anzeigen, dass das PCM-Signal Hochfrequenzkomponenten enthält. Wenn andererseits das Erfassungssignal nicht synchron mit der Zuführung des zu komprimierenden PCM-Signals zugeführt wird, dann erzeugt der Sprachkomprimierungsabschnitt 2 die externen Daten, die anzeigen, dass das PCM-Signal keine Hochfrequenzkomponenten enthält.
  • Die Obergrenzenfrequenz des Bandes, das durch die Komprimierungsdaten belegt ist, liegt zum Beispiel bei 14 kHz und die Spektralverteilung des PCM-Signals, das zum HPF 11 (und zum Sprachkomprimierungsabschnitt 2) zugeführt ist, ist wie es in der 3(b) gezeigt wird (im Wesentlichen keine Spektralkomponenten bei 14 kHz oder höher). Die Detektoreinheit 12 erzeugt dann die externen Daten, die anzeigen, dass das PCM-Signal keine Hochfrequenzkomponenten enthält.
  • Der Sprachkomprimierungsabschnitt 2 zeichnet die Komprimierungsdaten des PCM-Signals und die entsprechenden externen Daten auf, die repräsentativ dafür sind, ob das PCM-Signal Hochfrequenzkomponenten in einem externen Speichermedium enthält, das im Speichermedium-Laufwerk eingesetzt ist.
  • Der Sprachkomprimierungsabschnitt 2 kann eine Übertragungskontrollvorrichtung aufweisen, die sich aus einem Modem, einem Terminaladapter oder Ähnlichem zusammensetzt, der mit einer externen Übertragungsleitung verbunden ist, anstelle von oder in Kombination mit dem Speichermedium-Laufwerk. In diesem Fall transferiert der Sprachkomprimierungsabschnitt 2 über die Übertragungsleitung zu einem Externen, die Komprimierungsdaten des PCM-Signals und die externen Daten, die repräsentativ für eine Anwesenheit/Abwesenheit von Hochfrequenzkomponenten des PCM-Signals sind.
  • Wenn der Sprachkomprimierungsabschnitt 2 das PCM-Signal in das MP3-Format komprimiert, sind die externen Daten im Unshellery-Code eingeschlossen.
  • Der Sprachentkomprimierungsabschnitt 3 weist zum Beispiel ein DSP, ein CPU und Ähnliches auf, sowie ein Speichermedium-Laufwerk. Der Sprachentkomprimierungsabschnitt 3 liest die Komprimierungsdaten des PCM-Signals, die durch MP3, MC oder ein anderes Verfahren komprimiert sind, und die entsprechenden externen Daten vom externen Speichermedium, das im Speichermedium-Laufwerk eingesetzt ist. Die Lesekomprimierungsdaten werden durch MP3, MC oder ein anderes Verfahren entkomprimiert, um ein PCM-Signal zu erzeugen, das repräsentativ ist für Entkomprimierungsdaten. Dieses PCM-Signal und die entsprechenden externen Daten, die vom Speichermedium gelesen werden; werden dem Frequenzinterpolationsabschnitt 4 zugeführt (ganz besonders zu einer Interpolationsbewerteeinheit 41, die noch weiter unten beschrieben wird).
  • Der Sprachentkomprimierungsabschnitt 3 kann eine Übertragungskontrollvorrichtung anstelle von oder in Kombination mit dem Speichermedium-Laufwerk aufweisen. In diesem Fall empfängt der Sprachentkomprimierungsabschnitt 3 die Komprimierungsdaten zusammen mit den externen Daten von einem Externen über eine Übertragungsleitung, dekomprimiert die empfangenen Komprimierungsdaten, und führt das PCM-Signal, das repräsentativ für Entkomprimierungsdaten ist, und die empfangenen externen Daten zum Frequenzinterpolationsabschnitt 4 zu.
  • Wie es in der 7 gezeigt wird, setzt sich der Frequenzinterpolationsabschnitt 4 aus einer Interpolationsbewerteeinheit 41, einem Analysator 42, einer Interpolationseinheit 43, einer Interpolationsband-Hinzufügeeinheit 44 und einem Synthesizer 45 zusammen.
  • Die Interpolationsbewerteeinheit 41 besteht zum Beispiel aus einem Demultiplexer und Ähnlichem. Nach dem Empfang des PCM-Signals und entsprechenden externen Daten vom Sprachentkomprimierungsabschnitt 3, bewertet die Interpolationsbewerteeinheit 41, ob die externen Daten anzeigen, dass das PCM-Signal Hochfrequenzkomponenten enthält oder nicht. Wenn es bewertet, dass das PCM-Signal Hochfrequenzkomponenten enthält, wird das PCM-Signal, das vom Sprachentkomprimierungsabschnitt 3 zugeführt ist, zum Analysator 42 zugeführt.
  • Wenn der Interpolationsbewerteeinheit 41 bewertet, dass die externen Daten, die vom Sprachentkomprimierungsabschnitt 3 erfasst sind, anzeigen, dass das PCM-Signal keine Hochfrequenzkomponenten enthält, wird das PCM-Signal, das vom Sprachentkomprimierungsabschnitt 3 zugeführt ist, als ein Signal ausgegeben, das vom Frequenzinterpolationsabschnitt 4 ausgegeben ist.
  • Der Analysator des Frequenzinterpolationsabschnitts 4, der in der 7 gezeigt wird, verfügt im Wesentlichen über dieselbe Struktur wie derjenige des Analysators, der in der 2 gezeigt wird und führt im Wesentlichen denselben Prozess aus wie derjenige vom Analysator, der in der 2 gezeigt wird. Der Analysator des Frequenzinterpolationsabschnitts 4, der in der 7 gezeigt wird, erzeugt demgemäß (n+1) Signale, die repräsentativ sind für die Spektralverteilungen von (n+1) Bändern, die jeweils dieselbe Bandbreite aufweisen wie diejenige, die erhalten wird durch das Teilen der Spektralverteilung der zugeführten Entkomprimierungsdaten durch (n+1), und führt sie zur Interpolationseinheit des Frequenzinterpolationsabschnitts 4 zu.
  • Der Synthesizer des Frequenzinterpolationsabschnitts 4, der in der 7 gezeigt wird, verfügt im Wesentlichen über dieselbe Struktur wie diejenige des Synthesizers, der in der 5 gezeigt wird und führt im Wesentlichen denselben Prozess aus wie derjenige vom Synthesizer, der in der 5 gezeigt wird. Der Synthesizer gibt demgemäß sequentiell das PCM-Signal mit einer Spektralverteilung entsprechend der Spektralverteilung nach Interpolation aus, zur im Wesentlichen selben Periode wie diejenige des PCM-Signals, das dem Analysator des Frequenzinterpolationsabschnitts 4 zugeführt wird.
  • Vom Spektrum nach Interpolation verfügt das Spektrum des Interpolationsbandes, das durch die Interpolationsband-Hinzufügeeinheit des Frequenzinterpolationsabschnitts 4 hinzugefügt wird, über eine Spektralverteilung, die der Spektralverteilung des Referenzbandes entspricht, das in der Kombination des Referenzbandes mit dem höchsten Spektralverteilungs-Korrelationskoeffizienten und des Vergleichsbandes enthalten ist.
  • (Dritte Ausführungsform)
  • Die 8 ist ein Diagramm, das die Struktur einer Frequenzinterpolationseinheit nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
  • Wie gezeigt wird, verfügt die Frequenzinterpolationseinheit im Wesentlichen über dieselbe Struktur wie diejenige von der Frequenzinterpolationseinheit der zweiten Ausführungsform, die in der 6 gezeigt wird, außer dass eine Hüllenerkennungseinheit 5 anstelle der Hochfrequenzkomponenten-Erkennungseinheit 1 verwendet wird und dass der Frequenzinterpolationsabschnitt 4 nicht über die Interpolationsbewerteeinheit 41 verfügt. Ähnlich dem Frequenzinterpolationsabschnitt 4, der in der 6 gezeigt wird, verfügt der Frequenzinterpolationsabschnitt 4, der in der 8 gezeigt wird, über einen Analysator, eine Interpolationseinheit, eine Interpolationsband-Hinzufügeeinheit und einen Synthesizer. Der Betrieb von jeder Komponente der Frequenzinterpolationseinheit dieser Ausführungsform unterscheidet sich von demjenigen der Frequenzinterpolationseinheit, die in der 6 gezeigt wird.
  • Der Hüllenerkennungsabschnitt 5 verfügt zum Beispiel über einen Analysator, einen Parallel-Serien-Wandler und einen Tiefpassfilter (LPF), wobei der Analysator im Wesentlichen über dieselbe Struktur verfügt wie diejenige des Analysators 42 des Frequenzinterpolationsabschnitts 4.
  • Der Analysator des Hüllenerkennungsabschnitts 5 empfängt ein zu komprimierendes PCM-Signal, erzeugt eine vorherbestimmte Anzahl an Signalen, die repräsentativ für die Spektralverteilung des PCM-Signals sind, und führt die erzeugten Signale zum Parallel-Serien-Wandler des Hüllenerkennungsabschnitts 5 zu. Das zu komprimierende PCM-Signal wird ebenfalls zum Sprachkomprimierungsabschnitt 2 zugeführt.
  • Nach dem Empfang der Signale, die repräsentativ sind für die Spektralverteilung des zu komprimierenden PCM-Signals vom Analysator des Hüllenerkennungsabschnitts 5, führt der Parallel-Serien-Wandler des Hüllenerkennungsabschnitts 5 diese Signale sequentiell zum LPF des Hüllenerkennungsabschnitts 5 in der Größenordnung vom niedrigeren Frequenzband (oder in der Größenordnung vom höheren Frequenzband).
  • Nach dem sequentiellen Empfang der Signale, die repräsentativ sind für die Spektralverteilung des zu komprimierenden PCM-Signals vom Parallel-Serien-Wandler des Hüllenerkennungsabschnitts 5, trennt der LPF des Hüllenerkennungsabschnitts 5 die Frequenzkomponenten der Signale an der Trennfrequenz oder höher und führt die anderen Frequenzkomponenten (niedrigere Frequenzkomponenten) zum Sprachkomprimierungsabschnitt 2 zu. Die niedrigen Frequenzkomponenten, die vom LPF des Hüllenerkennungsabschnitts 5 zum Sprachkomprimierungsabschnitt 2 zugeführt sind, entsprechen einem Hüllensignal der Spektralverteilung des zu komprimierenden PCM-Signals.
  • Anstatt die externen Daten davon abhängend zu erzeugen, ob das Erfassungssignal von der Detektoreinheit 12, die in der 6 gezeigt wird, zugeführt wird, verwendet der Sprachkomprimierungsabschnitt 2, der in der 8 gezeigt wird, als die externen Daten das Signal, das repräsentativ für die niedrigen Frequenzkomponenten ist, die vom Hüllenerkennungsabschnitt 5 zugeführt werden (ein Hüllensignal der Spektralverteilung des zu komprimierenden PCM-Signals).
  • Der Sprachkomprimierungsabschnitt 2 speichert die Komprimierungsdaten und die entsprechenden externen Daten, die repräsentativ sind für die Hülle der Spektralverteilung des PCM-Signals vor der Komprimierung in einem externen Speichermedium, das in einem Speichermedium-Laufwerk eingesetzt ist. Alternativ werden die Komprimierungsdaten und externen Daten über eine Übertragungsleitung zu einem Externen übertragen.
  • Der Sprachentkomprimierungsabschnitt 3, der in der 8 gezeigt wird, erfasst die Komprimierungsdaten des PCM-Signals, das durch MP3, AAC oder ein anderes Verfahren komprimiert ist, und die entsprechenden externen Daten vom externen Speichermedium oder vom Externen über die Übertragungsleitung. Ähnlich dem Sprachentkomprimierungsabschnitt 3, der in der 6 gezeigt wird, dekomprimiert der Sprachentkomprimierungsabschnitt 3, der in der 8 gezeigt wird, die erfassten Komprimierungsdaten durch MP3, AAC oder ein anderes Verfahren, und führt ein PCM-Signal, das repräsentativ ist für Entkomprimierungsdaten, zum Analysator des Frequenzinterpolationsabschnitts 4 zu. Die erfassten externen Daten werden der Interpolationsband-Hinzufügeeinheit des Frequenzinterpolationsabschnitts 4 zugeführt.
  • Die Analysator des Frequenzinterpolationsabschnitts 4, der in der 8 gezeigt wird, verfügt im Wesentlichen über dieselbe Struktur wie diejenige des Analysators, der in der 2 gezeigt wird, und führt im Wesentlichen denselben Prozess wie derjenige des Analysators aus, der in der 2 gezeigt wird. Demgemäß erzeugt der Analysator des Frequenzinterpolationsabschnitts 4, der in der 8 (n+1) gezeigt wird, Signale, die repräsentativ sind für die Spektralverteilungen von (n+1) Bändern, die jeweils dieselbe Bandbreite aufweisen wie diejenige, die erhalten wird durch das Teilen der Spektralverteilung der zugeführten Entkomprimierungsdaten durch (n+1), und führt sie zur Interpolationseinheit des Frequenzinterpolationsabschnitts 4 zu.
  • Die Interpolationseinheit des Frequenzinterpolationsabschnitts 4, die in der 8 gezeigt wird, verfügt im Wesentlichen über dieselbe Struktur wie diejenige der Interpolationseinheit 43, die in der 7 gezeigt wird und führt im Wesentlichen denselben Prozess aus wie derjenige von der Interpolationseinheit 43, die in der 7 gezeigt wird, um das Referenzband zu bestimmen und führt die Informationen des bestimmten Referenzbandes zur Interpolationsband-Hinzufügeeinheit des Frequenzinterpolationsabschnitts 4 zu.
  • Ähnlich zur Interpolationsband-Hinzufügeeinheit 44 des Frequenzinterpolationsabschnitts 4, die in der 7 gezeigt wird, setzt sich die Interpolationsband-Hinzufügeeinheit des Frequenzinterpolationsabschnitts 4, die in der 8 gezeigt wird, aus einem DSP, einem CPU und Ähnlichem zusammen. Nach dem Empfang der (n+1) Signale, die repräsentativ sind für die Spektralverteilungen der (n+1) Bänder vom Analysator des Frequenzinterpolationsabschnitts 4 und die externen Daten vom Sprachentkomprimierungsabschnitt 3, führt die Interpolationsband-Hinzufügeeinheit des Frequenzinterpolationsabschnitts 4, die in der 8 gezeigt wird, im Wesentlichen denselben Prozess aus wie derjenige der Interpolationsband-Hinzufügeeinheit 44, die in der 7 gezeigt wird, um das Signal, das repräsentativ ist für die Spektralverteilung nach Interpolation, zum Synthesizer des Frequenzinterpolationsabschnitts 4 zuzuführen.
  • Anstelle des Ausführens von Regressionsberechnungen durch das Identifizieren der Funktion der Hülle der Spektralverteilung von jedem Band in Übereinstimmung mit dem Signal, das vom Analysator des Frequenzinterpolationsabschnitts 4 zugeführt wird, berechnet in diesem Fall die Interpolationsband-Hinzufügeeinheit des Frequenzinterpolationsabschnitts 4, die in der 8 gezeigt wird, einen Schätz wert eines Mittelquadratwertes der Spektralkomponenten, die im Interpolationsband enthalten sind in Übereinstimmung mit der Funktion der Hülle, die durch die zugeführten externen Daten dargestellt ist.
  • Der Synthesizer des Frequenzinterpolationsabschnitts 4, der in der 8 gezeigt wird, verfügt im Wesentlichen über dieselbe Struktur wie diejenige des Synthesizers, der in der 5 gezeigt wird und führt im Wesentlichen denselben Prozess wie derjenige des Synthesizers, der in der 5 gezeigt wird, aus. Demgemäß gibt der Synthesizer sequentiell das PCM-Signal mit einer Spektralverteilung entsprechend der Spektralverteilung nach Interpolation aus, zur im Wesentlichen selben Periode wie diejenige des PCM-Signals, das dem Analysator des Frequenzinterpolationsabschnitts 4 zugeführt wird.
  • Vom Spektrum nach Interpolation verfügt das Spektrum des Interpolationsbandes, das durch die Interpolationsband-Hinzufügeeinheit des Frequenzinterpolationsabschnitts 4 hinzugefügt wird, über eine Spektralverteilung, die der Spektralverteilung mit dem höchsten Spektralverteilungs-Korrelationskoeffizienten des Referenzbandes entspricht, das in der Kombination des Referenzbandes und des Vergleichsbandes enthalten ist.
  • Die Struktur der Frequenzinterpolationseinheit ist nicht nur auf die weiter oben beschriebene begrenzt.
  • Zumindest einige Funktionen des Analysators, des Parallel-Serien-Wandlers und des LPF des Hüllenerkennungsabschnitts 5 können zum Beispiel durch den DSP oder die CPU ausgeführt werden, oder die ganze Funktion des Hüllenerkennungsabschnitts 5 kann durch den DSP und die CPU ausgeführt werden. Der Analysator des Hüllenerfassungsabschnitts 5 kann durch eine schnelle Fourier-Transformations (FFT)-Einheit realisiert werden, die eine allgemein bekannte Struktur aufweist.
  • Anstatt ein Hüllensignal der Spektralverteilung des zu komprimierenden PCM-Signals zu erzeugen, kann der Hüllenerkennungsabschnitt 5 ein Signal erzeugen, das repräsentativ für eine Bandbreite ist, die durch das zu komprimierende PCM-Signal belegt ist. In diesem Fall kann der Sprachkomprimierungsabschnitt 2 als die externen Daten die Daten verwenden, die repräsentativ für die Bandbreite sind, die durch die Spektralverteilung des PCM-Signals vor der Komprimierung belegt ist. Die Daten, die repräsentativ für die belegte Bandbreite sind, setzen sich zum Beispiel zusammen aus der niedrigsten Frequenz der Spektralkomponenten des PCM-Signals und den Daten, die repräsentativ für die Bandbreite sind, die durch das PCM-Signal belegt ist. Wenn die niedrigste Frequenz der Spektralkomponenten des PCM-Signals bereits bekannt ist (z.B. 0 Hz), ist es ausreichend, wenn sich die Daten, die repräsentativ für die belegte Bandbreite sind, nur aus den Daten zusammensetzen, die repräsentativ für die Bandbreite sind, die durch das PCM-Signal belegt ist.
  • Wenn die externen Daten die Bandbreite darstellen, die durch die Spektralverteilung des PCM-Signals vor der Komprimierung belegt ist, ähnlich zur Interpolationsband-Hinzufügeeinheit 44 der zweiten Ausführungsform, berechnet die Interpolationsband-Hinzufügeeinheit des Frequenzinterpolationsabschnitts 4 den Schätzwert eines Mittelquadratwertes der Spektralkomponenten, die im Wesentlichen im Interpolationsband enthalten sind, durch das Ausführen von Regressionsberechnungen nach dem Identifizieren der Funktion der Hülle der Spektralverteilung von jedem Band in Übereinstimmung mit den Signalen, die vom Analysator des Frequenzinterpolationsabschnitts 4 zugeführt sind. Unter der Annahme, dass von den Interpolationsbändern das Band außerhalb der belegten Bandbreite, dargestellt durch die exter nen Daten, im Wesentlichen keine Spektralkomponenten aufweist, wird in diesem Fall der Schätzwert eines Mittelquadratwertes der Spektralkomponenten, die im Wesentlichen im Interpolationsband enthalten sind, berechnet.
  • Die Frequenzinterpolationseinheit der weiter oben beschriebenen zweiten und dritten Ausführungsformen der Erfindung kann wirksam die zweite Aufgabe der Erfindung erreichen.
  • Industrielle Anwendbarkeit
  • Wie beschrieben wurde können gemäß der Erfindung eine Frequenzinterpolationseinheit und ein Frequenzinterpolationsverfahren realisiert werden, die ein Signal approximativ zum Originalsignal von einer Modulationswelle eines Signals mit einem begrenzten Band vom Originalsignal wiederherstellen können, und die insbesondere ein Audiosignal mit einer hohen Qualität wiederherstellen können.
  • Erfindungsgemäß können eine Frequenzinterpolationseinheit und ein Frequenzinterpolationsverfahren realisiert werden, die ein Signal approximativ zum Originalsignal passend wiederherstellen können, entweder von einem Originalsignal, dessen Spektralkomponenten in einigen Bändern unterdrückt sind oder einem Signal, das repräsentativ von einem Originalsignal ohne Spektralkomponenten in den Bändern ist oder von einem Signal, das diese beiden Signale kombiniert.

Claims (8)

  1. Frequenzinterpolationssystem zum Verarbeiten eines Eingangsignals, das durch das Unterdrücken von Frequenzkomponenten in einem bestimmten Frequenzband von einem Originalsignal erhalten wird, zum approximativen Wiederherstellen von unterdrückten Frequenzkomponenten und zum Wiedergeben eines Signals approximativ zum Originalsignal, wobei das System durch Folgendes gekennzeichnet ist: Einrichtung, um zu entscheiden, ob das bestimmte Frequenzband vom Originalsignal Frequenzkomponenten enthält, die einen vorherbestimmten oder höheren Pegel aufweisen, und Identifizierungsdaten erzeugen, die eine Anwesenheit oder Abwesenheit der Frequenzkomponenten anzeigen, die einen vorherbestimmten oder höheren Pegel aufweisen; Signalumsetzungseinrichtung, um die Frequenzkomponenten vom Originalsignal im bestimmten Frequenzband zu unterdrücken und um das Originalsignal einem vorherbestimmten Signalumsetzungsprozess zu unterwerfen; Einrichtung zum Überlagern der Identifizierungsdaten auf- dem umgesetzten Signal, um die Identifizierungsdaten und die umgesetzten Daten zu übertragen; Entscheidungseinrichtung, um das übertragene Signal zu empfangen, die Identifizierungsdaten zu prüfen, die im empfangenen Signal enthalten sind, und um eine Anwesenheit oder Abwesenheit der Frequenzkomponenten im bestimmten Frequenzband zu bewerten; Kontrolleinrichtung, um zu Kontrollieren, dass das empfangene Signal nur dann zu nachfolgenden Signalverarbeitungseinrichtungen eingegeben wird, wenn das Entscheidungseinrichtung bewertet, dass das bestimmte Frequenzband die Frequenzkomponenten enthält; und wobei die nachfolgenden Signalverarbeitungseinrichtungen responsiv auf das empfangene Signal der Kontrolleinrichtung sind, um einen inversen Umsetzungsprozess vom vorherbestimmten Signalumsetzungsprozess auszuführen, und einen Interpolationsprozess mit approximativem Synthesieren und Hinzufügen. der Frequenzkomponenten im unterdrückten Frequenzband.
  2. Frequenzinterpolationssystem nach Anspruch 1, wobei der vorherbestimmte Signalumsetzungsprozess ein Datenkomprimierungsprozess ist und der inverse Umsetzungsprozess, der durch die Signalverarbeitungseinrichtung auszuführen ist, ein Datenentkomprimierungsprozess ist.
  3. Frequenzinterpolationssystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Interpolationsprozess, der durch die Signalverarbeitungseinrichtung auszuführen ist, einen kurzperiodischen Spektralanalysen-Prozess umfasst, einen Ableitungsprozess kurzperiodischer Spektraldiagramme in angrenzenden Frequenzbändern mit einer Korrelation, und ein Ableitungsprozess von Spektralhüllen-Informationen.
  4. Frequenzinterpolationseinheit zum Empfangen eines Eingangsignals, das durch das Unterdrücken von Frequenzkomponenten in einem bestimmten Frequenzband von einem Originalsignal erhalten wird, zum approximativen Wiederherstellen von unterdrückten Frequenzkomponenten und zum Wiedergeben eines Signals approximativ zum Originalsignal, wobei die Einheit durch Folgendes gekennzeichnet ist: Einrichtung, um ein erstes Signal zu empfangen, das erhalten wird durch die Unterwerfung des Originalsignals, dessen Signalkomponenten im bestimmten Frequenzband unterdrückt sind, eines vorherbestimmten Signalumsetzungsprozesses, und ein zweites Signal, das auf dem ersten Signal der Identifizierungsdaten überlagert ist, die repräsentativ dafür sind, ob das bestimmte Frequenzband des Originalsignals die Frequenzkomponenten enthält, die einen vorherbestimmten oder höheren Pegel aufweisen; Entscheidungseinrichtung, um die Identifizierungsdaten zu prüfen, die im empfangenen Signal enthalten sind, und um eine Anwesenheit/Abwesenheit der Frequenzkomponenten im bestimmten Frequenzband zu bewerten; Kontrolleinrichtung, um zu Kontrollieren, dass das empfangene Signal nur dann zu nachfolgenden Signalverarbeitungseinrichtungen eingegeben wird, wenn die Entscheidungseinrichtungen entscheiden, dass das bestimmte Frequenzband die Frequenzkomponenten enthält; und wobei die nachfolgenden Signalverarbeitungseinrichtungen responsiv auf das empfangene Signal der Kontrolleinrichtung sind, um einen inversen Umsetzungsprozess vom vorherbestimmten Signalumsetzungsprozess auszuführen, und einen Interpolationsprozess mit approximativem Synthesieren und Hinzufügen der Frequenzkomponenten im unterdrückten Frequenzband.
  5. Frequenzinterpolationseinheit nach Anspruch 4, wobei der vorherbestimmte Signalumsetzungsprozess ein Datenkomprimierungsprozess ist und der inverse Umsetzungsprozess, der durch die Signalverarbeitungseinrichtung auszuführen ist, ein Datenentkomprimierungsprozess ist.
  6. Frequenzinterpolationseinheit nach Anspruch 4 oder 5, wobei der Interpolationsprozess, der durch die Signalverarbeitungseinrichtung auszuführen ist, einen kurzperiodischen Spektralanalysen-Prozess umfasst, einen Ableitungsprozess kurzperiodischer Spektraldiagramme in angrenzenden Frequenzbändern mit einer Korrelation, und ein Ableitungsprozess von Spektralhüllen-Informationen.
  7. Frequenzinterpolationsverfahren des Verarbeitens eines Eingangsignals, das durch das Unterdrücken von Frequenzkomponenten in einem bestimmten Frequenzband von einem Originalsignal erhalten wird, des approximativen Wiederherstellens von unterdrückten Frequenzkomponenten und des Wiedergebens eines Signals approximativ zum Originalsignal, wobei das Verfahren durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist: Entscheiden, ob das bestimmte Frequenzband des Originalsignals Frequenzkomponenten enthält, die einen vorherbestimmten oder höheren Pegel aufweisen, und Identifizierungsdaten erzeugen, die repräsentativ für die Anwesenheit/Abwesenheit der Frequenzkomponenten sind, die den vorherbestimmten oder höheren Pegel aufweisen; Unterdrücken der Frequenzkomponenten des Originalsignals im bestimmten Frequenzband und Unterwerfen des Originalsignals eines vorherbestimmten Signalumsetzungsprozesses; Überlagern der Identifizierungsdaten auf dem umgesetzten Signal und Übertragen der Identifizierungsdaten und der umgesetzten Daten; Empfangen des übertragenen Signals, Prüfen der Identifizierungsdaten, die im empfangenen Signal enthalten sind, und Bewerten einer Anwesenheit/Abwesenheit der Frequenzkomponenten im bestimmten Frequenzband; Kontrollieren, dass das empfangene Signal nur dann zu nachfolgenden Signalverarbeitungseinrichtungen eingegeben wird, wenn der Bewertungsschritt entscheidet, dass das bestimmte Frequenzband die Frequenzkomponenten enthält; und responsiv auf das empfangene Signal vom Kontrollschritt wie der nachfolgende Signalverarbeitungsschritt, Ausführen eines inversen Umsetzungsprozesses vom vorherbestimmten Signalumsetzungsprozess, und eines Interpolationsprozesses mit approximativem Synthesieren und Hinzufügen der Frequenzkomponenten im unterdrückten Frequenzband.
  8. Frequenzinterpolationsverfahren des Empfangens eines Eingangsignals, das durch das Unterdrücken von Frequenzkomponenten in einem bestimmten Frequenzband von einem Originalsignal erhalten wird, des approximativen Wiederherstellens von unterdrückten Frequenzkomponenten und des Wiedergebens eines Signals approximativ zum Originalsignal, wobei das Verfahren durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist: Empfangen eines ersten Signals, das durch die Unterwerfung des Originalsignals, dessen Signalkomponenten im bestimmten Frequenzband unterdrückt sind, eines vorherbestimmten Signalumsetzungsprozesses erhalten wird, und eines zweiten Signals, das auf dem ersten Signal der Identifizierungsdaten überlagert ist, die repräsentativ dafür sind, ob das bestimmte Frequenzband des Originalsignals die Frequenzkomponenten enthält, die einen vorherbestimmten oder höheren Pegel aufweisen; Prüfen der Identifizierungsdaten, die im empfangenen Signal enthalten sind und Entscheiden einer Anwesenheit/Abwesenheit der Frequenzkomponenten im bestimmten Frequenzband; Kontrollieren, dass das empfangene Signal nur dann zu einem nachfolgenden Signalverarbeitungsschritt weitergegeben wird, wenn der Entscheidungsschritt entscheidet, dass das bestimmte Frequenzband die Frequenzkomponenten enthält; und responsiv auf das empfangene Signal des Kontrollschritts wie der nachfolgende Signalverarbeitungsschritt, Ausführen eines inversen Umsetzungsprozesses vom vorherbestimmten Signalumsetzungsprozess, und eines Interpolationsprozesses mit approximativem Synthesieren und Hinzufügen der Frequenzkomponenten im unterdrückten Frequenzband.
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