JP2000515985A - 信号処理回路によって発生する出力信号の特性を決定するための装置およびその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 信号処理回路からくる出力信号の特性を決定するための装置が、出力信号を受けるための第１直列回路と参照信号を受けるための第２直列回路を備え、これら２つの直列回路に接続された結合回路によって客観的な特性信号を発生する。該客観的な特性信号と主観的な特性信号との間の乏しい相関が、結合回路内で、周波数に関して積分された微分信号を所定値と比較し、該比較結果に依存して時間に関してそれを積分し、あるいは積分せず、左右のチャネルに関した特性信号を比較し、最大値をもつ特性信号を選択し、それを積分された微分信号に依存して修正することによって改善され得る。

Description

【発明の詳細な説明】 信号処理回路によって発生する出力信号の特性を 決定するための装置およびその方法 〔産業上の利用分野〕 本発明は参照信号に関して、信号処理回路によって発生する出力信号の特性を 決定するための装置に関するものであり、該装置は出力信号を受信するための第 １入力をもつ第１直列回路、参照信号を受信するための第２入力をもつ第２直列 回路、および第１直列回路の第１出力と第２直列回路の第２出力として接続され て、その出力において特性信号を発生するための結合回路からなり、該第１直列 回路が、 第１直列回路の第１入力に接続されて、時間と周波数の関数として第１信号パ ラメータを発生するための第１信号処理配列、および 該第１信号処理配列に接続され、第１信号パラメータを圧縮して第１圧縮信号 パラメータを発生するための第１圧縮配列を備え、 第２直列回路が、 第２入力に接続され、第２圧力信号パラメータを発生するための第２圧縮配列 を備え、および 結合回路が 該２つの圧縮配列に接続され、圧縮信号パラメータに基づいて微分信号を決定 するための微分配列、 該微分配列に接続され、周波数に関して微分信号を積分するための積分配列、 および 該積分配列に接続され、該積分された微分信号を時間に関して積分するための 時間平均配列を備えている。 このような装置は第１参考文献の音響工学学会誌第４０巻第１２号（１９９２ 年１２月）の第９６３〜９７８頁、ジョン・Ｇ・ベーレンズ、ヤン・Ａ・スティ マーディンク「音響心理的音表現に基づく知覚的オーディオ特性測定」の、特に 図７に詳細に開示されている。その装置は参照信号に関して、たとえばコーダ／ デコーダ（コーデック）のような信号処理回路によって発生させられる出力信号 の特性を決定する。該参照信号はたとえば、信号処理回路に表われる入力信号で あるが、また、予め計算された理想的な出力信号を参照信号として使う可能性も 含まれている。第１信号パラメータは、出力信号に応答して第１信号処理配列に よって時間と周波数の関数として発生した後、第１圧縮配列によって圧縮される 。ここにおいて、第１信号パラメータの中間操作処理は全く除外されるべきでな い。第２信号パラメータは参照信号に応答して第２圧縮配列によって圧縮される 。ここにおいても、第２信号パラメータの一層の操作処理が除外されるべきでな い。これら双方の圧縮信号パラメータについて、微分配列によって微分信号が決 定された後、積分配列によって周波数に関して微分信号を積分し、次に時間に関 して時間平均配列によって該積分された微分信号を積分することにより特性信号 が発生する。 このような装置はとりわけ、該装置によって評価される客観的な特性信号と、 観測者によって評価される主観的な特性信号とが、ほとんど相関をもたないとい う欠点を有している。 〔本発明の概要〕 本発明の目的はとりわけ、上記客観的な特性信号と主観的な特性信号とがより 良好な相関を有する、上記のようなタイプの装置を提供することにある。 このため、本発明の装置は、結合回路がさらに、 積分配列と時間平均配列の出力信号である２つの信号の一方と他方とを比較す るための比較配列、および 該比較結果に依存して、発生する特性信号に関して選択するための選択配列を 備えていることを特徴としている。 該装置に比較配列と選択配列を備えさせた結果、より多くの適切な信号がより 少しの信号から区別される。該比較と選択により、該装置によって評価される客 観的な特性信号と観測者によって評価される主観的な特性信号との間に良好な相 関が得られる。 本発明はとりわけ、上記客観的な特性信号と主観的な特性信号との間の相関の なさは、他の歪曲よりも観測者による歪曲のほうが一層問題であることが分かっ たという事実の結果であるという洞察に基づき、さらに結合回路内である（時間 間隔）信号が他の（時間間隔）信号よりも適切であるという洞察に基づいている 。 かくして、相関がないという問題は、より適切な信号を適切でない信号と区別 することによって解決される。 本発明の装置の第１実施態様は、時間間隔毎に積分配列の出力信号と所定値を もつ他の信号を比較するため、積分配列と時間平均配列の間に比較配列と選択配 列が設けられ、上記出力信号が他の信号よりも大きい場合には該出力信号を時間 平均配列に供給し、出力信号が他の信号よりも小さい場合には該出力信号を時間 平均配列に供給しないという特徴を有している。 上記のように比較配列と選択配列を設けた結果、時間間隔毎に、積分された微 分信号が所定値をもつ他の信号と比較され得る。この積分された微分信号が他の 信号よりも大きい場合には時間平均配列に積分された微分信号を供給し、小さい 場合は供給しないことにより、比較的高い値をもつ積分された微分信号のより一 層の適切さが強調される。 上記のように信号を供給または供給しないことの代りに、たとえば、ある信号 の一層の適切さを強調するため、積分された微分信号に大きな数または小さな数 をかけることも可能である。 本発明の装置の第２実施態様は、信号処理回路の左チャネルにつながった第１ 出力で第１特性信号を発生し、その右チャネルにつながった第２出力で第２特性 信号を発生するために時間平均配列が設けられ、該時間平均配列の第１・第２出 力に比較配列と選択配列が結合されて第１・第２特性信号を比較し、最大値をも つ特性信号を選択することを特徴としている。 比較配列と選択配列を時間平均配列の出力と直列に設けることにより、特性信 号が比較され、最大値をもつ特性信号が選択される。このため、信号処理回路は 左右のチャネルを有し、２つの特性信号がいずれが左チャネルヘ行き、いずれが 右チャネルに行くか決定されねばならない。これは、完全な左出力信号の特性を 決定させてから完全な右出力信号の特性を決定させるか、あるいは、時間間隔毎 に、左右の出力信号の特性を決定させることによりなされる。 本発明の装置の第３実施態様は、第２特性信号が、第１特性信号と所定値をも つ信号の和よりも大きい場合には第２特性信号が選択され、小さい場合には第１ 特性信号が選択されるという特徴を有している。 右チャネルにつながった特性信号が、左チャネルにつながった特性信号と所定 値をもつ信号の和よりも大きい場合には右チャネルにつながった特性信号が選択 され、小さい場合には左チャネルにつながった特性信号が選択されるという事実 により、右出力信号に関する信号処理回路の左出力信号の一層の適切さが強調さ れる。 本発明の装置の第４実施態様は、選択配列が、選択された特性信号を、左チャ ネルにつながった積分された微分信号と右チャネルにつながった積分された微分 信号との相関に少なくとも依存する値をもつ信号とかけ合わせるための乗算配列 を有することを特徴としている。 このように選択配列に乗算配列を供給することにより、装置によって評価され る客観的な特性信号と観測者によって評価される主観的な特性信号との間に非常 によい相関が得られる。 第１実施態様と第２〜４実施態様とは独立の態様とみなされ得るが、最良の相 関は第１〜４実施態様が一緒に使われる場合に得られる。 本発明の装置の第５実施態様は、第２直列回路がさらに、第２入力に接続され 、時間と周波数双方の関数として第２信号パラメータを発生するための第２信号 処理配列と、該第２信号処理配列に接続されて第２信号パラメータを圧縮するた めの第２圧縮配列を有することを特徴とする。 第２直列回路がさらに第２信号処理配列を備えていれば、第２信号パラメータ は時間と周波数の関数として発生する。この場合、たとえばコーダ／デコーダの ような信号処理回路に表われる入力信号は参照信号として使われ、一方、第２信 号処理配列が使われない場合には、予め計算された理想的な出力信号が参照信号 として使われる。 本発明の装置の第６実施態様は、信号処理配列が、 その入力に供給される信号を時間ドメインでウインドー関数によってかけ合わ せるための乗算配列、および 該乗算配列に接続され、該乗算配列から来る信号を周波数ドメインに変形する ための変形配列を備え、 該変形配列が絶対値を決定後、時間と周波数の関数として信号パラメータを発 生することを特徴としている。 ここにおいて、乗算配列と変形配列を使うことの結果として、第１・第２信号 処理配列によって時間と周波数の関数として信号パラメータが発生し、変形配列 はまた、たとえば、絶対値の決定も行う。 本発明の装置の第７実施態様は、信号処理配列が、 その入力に供給される信号にフィルターをかけるためのサブバンド・フィルタ ー配列を備え、 該サブバンド・フィルター配列が絶対値決定後、時間と周波数の関数として信 号パラメータを発生することを特徴としている。 ここにおいて、たとえば、絶対値決定も行うサブバンド・フィルター配列を使 うことの結果として、第１・第２信号処理配列によって、時間と周波数の関数と して信号パラメータが発生する。 本発明の装置の第８実施態様として、信号処理配列がさらに、時間スペクトル と周波数スペクトルによって表される信号パラメータを、時間スペクトルとバー ク（Ｂａｒｋ）スペクトルによって表される信号パラメータに変換するための変 換配列を備えることを特徴としている。 ここにおいて、変換配列によって、第１・第２信号処理配列で発生され時間ス ペクトルと周波数スペクトルで表された信号パラメータが、時間スペクトルとバ ーク・スペクトルで表された信号パラメータに変換される。 本発明はさらに、参照信号に関し、信号処理回路によって発生された出力信号 の特性を決定するための方法にも関し、該方法は、 出力信号に応答して時間と周波数の関数として第１信号パラメータを発生し、 該第１信号パラメータを圧縮して第１圧縮信号パラメータを発生し、 参照信号に応答して第２圧縮信号パラメータを発生し、 圧縮信号パラメータに基づいて微分信号を決定し、および 周波数と時間に関して該微分信号を積分することにより特性信号を発生するス テップからなっている。 本発明の方法は、特性信号を発生するステップが、 互いに周波数と時間に関して積分された微分信号である２つの信号の１つを他 の信号と比較し、および 該比較の結果に依存して、発生させられるべき特性信号に関して選択をするス テップからなることを特徴にする。 本発明の方法の第１実施態様は、比較のサブステップが、時間間隔毎に、周波 数に関して積分された微分信号と所定値をもつ他の信号とを比較し、積分された 微分信号が他の信号よりも大きい場合には積分された微分信号を時間に関して積 分し、小さい場合には、積分しないことを特徴とする。 本発明の方法の第２実施態様は、特性信号を発生するステップが、さらに、信 号処理回路の左チャネルにつながった第１特性信号と右チャネルにつながった第 ２特性信号を発生するサブステップを有し、比較のサブステップが第１特性信号 を第２特性信号との比較を含み、選択のサブステップが最大値をもつ特性信号の 選択を含むことを特徴とする。 本発明の方法の第３実施態様は、第２特性信号が第１特性信号と所定値をもつ 信号との和よりも大きい場合には第２特性信号が選択され、小さい場合には、第 １特性信号が選択されるという特徴を有する。 本発明の方法の第４実施態様は、選択された特性信号が、左チャネルにつなが って周波数に関して積分された微分信号と、右チャネルにつながって周波数に関 して積分された微分信号との間の相関に少なくとも依存する値をもつ信号とかけ 合わされることを特徴とする。 本発明の方法の第５実施態様は、参照信号に応答して第２圧縮信号パラメータ を発生するステップが、 時間と周波数双方の関数として参照信号に応答して第２信号パラメータを発生 し、および 第２信号パラメータを圧縮するサブステップからなることを特徴とする。 〔参考文献〕 ・音響工学学会誌 第４０巻第１２号（１９９２年１２月） 詳しくはその第９６３〜９７８頁のジョン・Ｇ・ベーレンズ、ヤン・Ａ・ステ ィマーディンク「音響心理的音表現に基づく知覚的オーディオ特性測定」 ・ジョン・Ｇ・ベーレンズ、ヤン・Ａ・スティマーディンク「音楽コーデックの 特性測定における認識側面のモデリング」 １９９４年２月２６日〜３月１日、アムステルダムの第９６回会議で発表 ・ＵＳ ４，８６０，３６０ ・ＥＰ ０ ６２７ ７２７ ・ＥＰ ０ ４１７ ７３９ ・ＤＥ ３７ ０８ ００２ ・ＷＯ ＥＰ ９６／０１１０２ ・ＷＯ ＥＰ ９６／０１１４３ ・ＷＯ ＥＰ ９６／００８４９ これらすべての参考文献は本発明の出願に関係あると考えられる。 〔実施例〕 以下、図に基づいて本発明の実施例を説明する。 図１は本発明の装置を示すブロック図、 図２は公知の信号処理配列を示すブロック図、 図３は公知の圧縮配列を示すブロック図、 図４はスケーリング回路を示すブロック図、 図５は結合回路の第１実施態様を示すブロック図、および 図６は結合回路の第２実施態様を示すブロック図である。 図１に示す本発明の装置は、たとえばコーダ／デコーダ（コーデック）のよう な信号処理回路からくる出力信号を受けるための第１入力７をもつ第１信号処理 配列１を有する。第１信号処理配列１の第１出力はカップリング９を経てスケー リング回路３の第１入力に接続される。本発明の装置はさらに、たとえばコーダ ／デコーダのような信号処理回路に供給される入力信号を受けるための第２入力 ８をもつ第２信号処理配列２を有している。第２信号処理配列２の第２出力はカ ップリング１０を経てスケーリング回路３の第２入力に接続される。スケーリン グ回路３の第１出力はカップリング１１を経て第１圧縮配列４の第１入力に接続 され、スケーリング回路３の第２出力はカップリング１２を経て第２圧縮配列５ の第２入力に接続される。第１圧縮配列４の第１出力はカップリング１３を経て 結合回路６の第１入力に接続され、第２圧縮配列５の第２出力はカップリング１ ６を経て結合回路６の第２入力に接続される。スケーリング回路３の第３出力は カップリング１４を経て結合回路６の第３入力に接続され、第２圧縮配列５の第 ２出力またはカップリング１６はカップリング１５を経て、特性信号を発生する ための出力１７をもつ結合回路６の第４入力に接続される。第１信号処理配列１ と第１圧縮配列４は結合して第１直列回路に相当し、第２信号処理配列２と第２ 圧縮配列５は結合して第２直列回路に相当する。 図２に示す公知の第１（２）信号処理配列１（２）は、第１入力７（第２入力 ８）に供給され、たとえばコーダ／デコーダのような信号処理回路からくる出力 （入力）信号を時間ドメインでウインドー関数によってかけ合わせるための第１ （２）乗算配列２０、該第１（２）乗算配列２０に接続され、そこからくる信号 を周波数ドメインに変換するための第１（２）変形配列２１、時間と周波数の関 数として第１（２）正信号パラメータを発生するための第１（２）変形配列２１ からくる信号の絶対値を決定するための第１（２）絶対値配列２２、該配列２２ からくる時間スペクトルと周波数スペクトルによって表される第１（２）正信号 パラメータを、時間スペクトルとバーク・スペクトルによって表される第１（２ ）信号パラメータに変換するための第１（２）変換配列２３、および第１（２） 変換配列からくる時間スペクトルとバーク・スペクトルによって表される第１（ ２）信号パラメータの場合にはヒアリング関数を割り引くための第１（２）割引 配列２４からなり、該信号パラメータはカップリング９（１０）を経て送信され る。 図３に示す公知の第１（２）圧縮配列４（５）は、第１（２）加算器３０の第 １（２）入力に供給される信号パラメータをカップリング１１（１２）を経て受 け、その第１（２）出力はカップリング３１を経て一方は第１（２）乗算器３２ の第１（２）入力に、他方は第１（２）非線形回旋配列３６に接続され、該配列 ３６はさらにカップリング１３（１６）を経て第１（２）圧縮信号パラメータを 発生するための第１（２）圧縮ユニット３７に接続されている。第１（２）乗算 器３２は供給信号を受けるための第１（２）入力と第１（２）出力を有し、該出 力は第１（２）遅延配列３４の第１（２）入力に接続され、その第１（２）出力 は第１（２）加算器３０の第１（２）入力に接続されている。 図４に示すスケーリング回路３は積分配列４０を有し、その第１入力はスケー リング回路３の第１入力、したがってカップリング９に接続されて第１直列回路 信号（時間スペクトルとバーク・スペクトルによって表される第１信号パラメー タ）を受け、その第２入力はスケーリング回路３の第２入力、したがってカップ リング１０に接続されて第２直列回路信号（時間スペクトルとバーク・スペクト ルによって表される第２信号パラメータ）を受ける。積分された第１直列回路信 号を発生するための積分配列４０の第１出力は比較配列４１の第１入力に、また 第２出力は比較配列４１の第２入力にそれぞれ接続されている。スケーリング回 路３の第１入力は第１出力に接続され、カップリング９はカップリング１１に貫 通接続されている。スケーリング回路３の第２入力はスケーリング・ユニット４ ２の第１入力に、また第２出力はその出力にそれぞれ接続され、カップリング１ ０はスケーリング・ユニット４２を介してカップリング１２に接続されている。 比較配列４１の出力はスケーリング・ユニット４２の制御入力に接続されている 。スケーリング回路３の第１入力とカップリング９・１１は比決定配列４３の第 １入力に、またスケーリング・ユニット４２の出力とカップリング１２は比決定 配列の第２入力にそれぞれ接続され、比決定配列４３の出力はスケーリング回路 ３の第３出力、すなわちカップリング１４に接続されてスケーリング信号を発生 する。 図５・６に示す結合回路６は、比較配列５０を有し、その第１入力は結合回路 ６の第１入力に接続されてカップリング１３を経て第１圧縮信号パラメータを受 け、その第２入力は結合回路６の第２入力に接続されてカップリング１６を経て 第２圧縮信号パラメータを受ける。結合回路６の第１入力はさらに、微分配列５ ４・５６の第１入力に接続されている。比較配列５０の出力はカップリング５１ を経てスケーリング配列５２の制御入力に接続され、その入力は結合回路６の第 ２入力に接続されてカップリング１６を経て第２圧縮信号パラメータを受け、そ の出力はカップリング５３を経て微分配列５４・５６の第２入力に接続されて互 いにスケールされた圧縮信号パラメータに基づいて微分信号を決定する。微分配 列５４・５６の第３入力は結合回路６の第４入力に接続されてカップリング１５ を経て第２圧縮信号パラメータを受ける。微分配列５４・５６は微分信号を発生 するための微分器５４と該微分信号の絶対値を決定するための絶対値配列５６か らなり、その出力はスケーリング・ユニット５７の入力に接続され、その制御入 力は結合回路６の第３入力に接続されカップリング１４を経てスケーリング信号 を受ける。スケーリング・ユニット５７の出力は積分配列５８の入力に接続され 、積分配列５８は周波数に関して微分信号のスケールされた絶対値を積分する。 結合回路６の第１実施例（図５）によれば、積分配列５８の出力は選択配列６ １の入力と比較配列６０の第１入力に接続されている。比較配列６０の第２入力 は接続６２につながれて所定値をもつ他の信号を受ける。その出力はカップリン グ６３を経て選択配列６１の制御入力に接続されている。選択配列６１の出力は 時間平均配列５９の入力に接続され、その出力は結合回路６の出力１７に接続さ れて特性信号を発生する。 結合回路６の第２実施例（図６）によると、積分配列５８の出力は時間平均配 列５９の入力に接続され、その第１出力は接続７２を経て選択配列７１の第１入 力に、また、第２出力は接続７３を経て選択配列７１の第２入力にそれぞれにつ ながれている。積分配列５８の出力はまた、接続７５を経て選択配列７１の第３ 入力につながれている。時間平均配列５９の第１・第２出力はそれぞれ接続７２ ・７３を経て比較配列７０の第１・第２入力につながれ、その出力は選択配列７ １の制御入力に接続７４を経てつながれ、選択配列７１の出力は結合回路６の出 力１７につながれて特性信号を発生する。 たとえばコーダ／デコーダのような信号処理回路によって発生する出力信号の 特性を決定するための標準的な装置は、図４のスケーリング回路３を除いて構成 され、したがってカップリング１０・１２が貫通接続され、標準的な結合回路６ を使って構成され、したがって図５・６の微分回路５４・５６の第３入力、スケ ーリング・ユニット５７、比較配列６０・７０、選択配列６１・７１は除かれて おり、その動作は次のようであり、また第１参考文献にも記載されている。 コーダ／デコーダのような信号処理回路の出力信号が入力７に供給された後、 第１信号処理回路１は出力信号を時間スペクトルとバーク・スペクトルによって 表される第１信号パラメータに変換する。これは第１乗算配列２０で起こり、時 間スペクトルで表された出力信号を時間スペクトルで表されたウインドー関数で かけ合わせた後、こうして得られた時間スペクトルで表された信号が、第１変形 配列２１によって、たとえば速フーリエ変換によって周波数ドメインに変形され た後、このようにして得られた時間スペクトルと周波数スペクトルで表された信 号の絶対値が第１絶対値配列２２によって、たとえば平方化されて決定された後 、このようにして得られた時間スペクトルと周波数スペクトルで表された信号パ ラメータが第１変換配列２３によって、たとえば非線形周波数スケールに基づい て再サンプリングされて時間スペクトルとバーク・スペクトルで表された信号パ ラメータに変換された後、第１割引配列２４によって、たとえばバーク・スペク トルで表される特性でかけ合わされることにより該信号パラメータがフィルター をかけられて調整される。 このようにして得られた時間スペクトルとバーク・スペクトルで表された第１ 信号パラメータは、第１圧縮配列４によって第１圧縮信号パラメータに変換され る。これは第１加算器３０、第１乗算器３２および第１遅延配列３４によって起 こり、時間スペクトルとバーク・スペクトルで表された信号パラメータはたとえ ば指数関数的に減衰する信号のような供給信号にかけ合わされた後、このように して得られた時間スペクトルとバーク・スペクトルで表された信号パラメータが 時間遅れを伴って信号パラメータに加えられた後、拡張関数をもつ第１非線形回 旋配列３６によって回旋された後、このようにして得られた信号パラメータは第 １圧縮ユニット３７によって圧縮される。 同様にして、コーダ／デコーダのような信号処理回路の入力信号が入力８に供 給された後、第２信号処理回路２は入力信号を第２信号パラメータに変換し、こ れは第２圧縮配列５によって第２圧縮信号パラメータに変換される。 第１・第２圧縮信号パラメータはそれぞれカップリング１３・１６を経て、結 合回路６に供給され、これを当面、図５の微分配列５４・５６の第３入力とスケ ーリング・ユニット５７を欠いている標準結合回路とする。２つの圧縮信号パラ メータは比較配列５０によって積分され比較された後、２つの圧縮信号パラメー タの間の平均比を表すスケーリング信号を発生する。該スケーリング信号はスケ ーリング配列５２に供給され、第２圧縮信号パラメータをスケールされる。スケ ーリング配列５２はまた、当業者には知られているように、第２圧縮信号パラメ ータの代りに第１圧縮信号パラメータをスケールするために使われ、また同時に ２つのスケーリング配列を使うこともなされ得る。微分信号が微分器５４によっ て互いにスケールされた圧縮信号パラメータから引き出され、その絶対値が絶対 値配列５６によって決定される。このようにして得られた信号はバーク・スペク トルに関して積分配列によって積分され、時間スペクトルに関して時間平均配列 ５９によって積分され、コーダ／デコーダのような信号処理回路の特性を示す特 性信号として出力１７から発生される。 コーダ／デコーダのような信号処理回路によって発生される出力信号の特性を 決定するための改良された装置は図４のスケーリング回路３を以て構成され、カ ップリング１０・１２がスケーリング・ユニットを介して接続され、また拡張さ れた結合回路６を以て構成され、図５・６の微分配列５４・５６の第３入力とス ケーリング・ユニット５７が加えられ、その動作は上に記述されているが、次に 補足する。 カップリング９とスケーリング回路３の第１入力に受けられる第１直列回路信 号は、積分配列４０の第１入力に供給され、カップリング１０とスケーリング回 路３の第２入力に受けられる第２直列回路信号は、積分配列４０の第２入力に供 給され、積分配列４０で２つの直列回路信号が周波数に関して積分された後、積 分された第１直列回路信号は第１出力を経て比較配列４１の第１入力に、また積 分された第２直列回路信号は第２出力を経て比較配列４１の第２入力にそれぞれ 供給される。比較配列４１はこれらの２つの積分された直列回路信号を比較し、 スケーリング・ユニット４２の制御入力に供給される制御信号を発生する。スケ ーリング・ユニット４２はカップリング１０とスケーリング回路３の第２入力を 経て制御信号の関数として受けられる第２直列回路信号をス・ケールし、このよ うにしてスケールされた第２直列回路信号をスケーリング回路３の第２出力に発 生する。一方、スケーリング回路３の第１入力はスケーリング回路３の第１出力 が直接につながっている。この実施例では、第１直列回路信号とスケールされた 第 ２直列回路信号はそれぞれ、スケーリング回路３を介して第１・第２圧縮配列４ ・５に送られる。 このスケーリングの結果、本発明の装置によって評価される客観的な特性信号 と観測者によって評価される主観的な特性信号との間に良好な相関が得られる。 本発明はとりわけ、上記相関の乏しさは他の歪曲よりも観測者によってより一層 歪曲され、それは２つの圧縮配列を用いることによって改善されるという洞察に 基づき、さらに、スケーリング回路３を用いる結果、２つの圧縮配列４・５が互 いにより良く機能して相関を改善するという洞察に基づいている。したがって、 乏しい相関という問題は、スケーリング回路３を使う結果、２つの圧縮配列４・ ５が互いに機能を改善することにより解決される。 スケーリング回路３の第１入力とカップリング９・１１が比決定配列４３の第 １入力に接続され、スケーリング・ユニット４２の出力とカップリング１２が比 決定配列４３の第２入力に接続される結果、比決定配列４３は第１直列回路信号 とスケールされた第２直列回路信号の相互比を評価することができ、その出力か らスケーリング信号を発生することができる。このスケーリング信号はスケーリ ング回路３の第３出力とカップリング１４を経て、結合回路６の第３入力に供給 される。スケーリング信号はスケーリング・ユニット５７に供給され、微分配列 ５４・５６からくる微分信号の絶対値をスケールする。その結果、結合回路にお ける第１直列回路信号とスケールされた第２直列回路信号の間にある振幅差が割 り引かれ、それにより積分配列５８と時間平均配列５９がより良く機能する結果 、すでに改善されている相関がより一層、改善される。 微分器５４（または絶対値配列５６）がたとえば微分信号の振幅を低下させる 減算回路のような図示しない調整配列を備えていれば相関はさらに改善される。 好ましくは、微分信号の振幅は直列回路信号の関数として低下され、この実施例 では第２圧縮配列５からくるスケールされ圧縮された第２信号パラメータの関数 として低下され、その結果、積分配列５８と時間平均配列５９がより良く機能す る。その結果、すでに良い相関がさらに一層改善される。 比決定配列４３もカップリング１３と１６の間に置かれ得る。この場合、圧縮 配列４と５双方をより良く使えるため、相関が改善される。 コーダ／デコーダのような信号処理回路で発生される出力信号の特性を決定す るための本発明の装置は、図５の結合回路の第１実施態様で少なくとも比較配列 ６０と選択配列７０を有しているか、あるいは図６の結合回路の第２実施態様で 、少なくとも図６の比較配列６１と選択配列７１を有し、その動作は上に記述さ れているが、次のように補足する。 第１実施態様（図５）の場合、積分配列５８によって周波数に関して積分され た微分信号が比較配列６０と選択配列６１に供給される。比較配列６０はたとえ ば４０ｍｓの時間間隔で該信号の値と所定値をもつ他の信号とを比較する。積分 された微分信号が他の信号よりも大きい（歪みが大きい）場合には、比較配列６ ０は選択配列６１を制御して積分された微分信号を時間平均配列５９に供給する 。小さい場合には、比較配列６０は選択配列６１を制御して積分された微粉信号 を時間平均配列５９に供給させない。これにより、より大きな歪みを示す信号の より大きな適切さが、より小さな歪みを示す信号に対して強調され、より良い相 関が得られる。 第２実施態様（図６）の場合、積分配列５８によって周波数に関して積分され た微分信号が時間平均配列５９と、選択配列７１の第３入力に供給される。時間 平均配列は信号処理回路の左チャネルにつながった第１特性信号と、右チャネル につながった第２特性信号を発生する。これは本発明の装置に完全な左出力信号 の特性を決定させてから完全な右出力信号の特性を決定させるか、あるいは時間 間隔毎に、まず左出力信号の特性を決定し、次に右出力信号の特性を決定させる ようにしてなされる。当業者には明らかであろうが、２つの場合の少なくとも１ つにおいて、回路・配列の少なくともいくつかはメモリーを備えていなければな らない。 比較配列７０はこれら２つの特性信号を比較する。第２特性信号が第１特性信 号と所定値をもつ信号の和よりも大きい場合、選択配列７１は第２特性信号を選 ぶように制御される。小さい場合、選択配列７１は第１特性信号を選ぶように制 御される。次に選択配列７１内で選択特性信号下で、たとえば左・右チャネルに 関する積分された微分信号の間の相関（ｃ）に依存する値（１．２−ｃ）⁴をも つ信号とかけ合わされる。選択配列７１はたとえば選択された特性信号を該値と かけ合わせるための乗算配列、積分された微粉信号双方を相関するための相関配 列、および積分された微分信号をストアするためのメモリーからなる。これによ り、両耳のイメージ・シフトによる歪みの乱れが強調される。 図２の第１信号処理配列１のコンポーネントは第１参考文献にあるように、当 業者に公知である。コーダ／デコーダのような信号処理回路からくるデジタル出 力信号はたとえば時間と振幅双方において離数値をとり、たとえば余弦平方関数 のようなウインドー関数によって第１乗算配列２０によってかけ合わされた後、 第１変形配列２１によってたとえば速コーリエ変換によって周波数ドメインに変 形された後、該信号の絶対値がたとえば平方化によって第１絶対値配列２２によ って決定される。こうして時間−周波数ユニット毎にパワー密度関数が得られる 。あるいは、サブバンド・フィルター配列を使って、絶対値を決定した後、時間 −周波数ユニット毎にパワー密度関数の形で時間と周波数の関数として信号パラ メータを発生してもよい。第１変換配列２３はたとえは非線形周波数スケールに 基づく再サンプリングによって時間−周波数ユニット毎のパワー密度関数を、時 間−バークユニット毎のパワー密度関数に変換する。この変換は第１参考文献の 付録Ａに記載されている。第１割引配列２４はヒアリング関数を調整する特性に よって時間−バークユニット毎のパワー密度関数をかけ合わせる。 図３の第１圧縮配列４のコンポーネントは第１参考文献にあるように、当業者 に公知である。ヒアリング関数に調整された時間−バークユニット毎のパワー密 度関数はたとえばｅｘｐ｛−Ｔ／τ（ｚ）｝のような指数関数的に減少する信号 で乗算器３２によってかけ合わされる。ここでＴはウインドー関数の５０％に等 しく、したがってある時間インタバルの半分を表している。このインタバルの後 、第１乗算配列２０が時間スペクトルで表されたウインドー関数によって出力信 号をかけ合わせる。ここでτ（ｚ）はバーク・スペクトルで表された特性で、第 １参考文献の図６に詳しく記されている。第１遅延配列３４はこのかけ算によっ て得られたものを長さＴの遅延時間、すなわちある時間インタバルの半分だけ遅 らせる。第１非線形回旋配列３６はバーク・スペクトルで表された拡張関数によ って供給された関数を回旋し、あるいは時間−バークユニット毎に表されたパワ ー密度関数を拡張する。これは第１参考文献の付録Ｂに記されている。第１圧縮 ユ ニット３７は、たとえば時間−バークユニット毎に表されたパワー度関数をパワ ーα（０＜α＜１）に上げる関数を伴って、パワー密度関数の形で供給された信 号を圧縮する。 図４のスケーリング回路３のコンポーネントは、当業者に公知なように構成さ れ得る。積分配列４０はたとえば、バーク・スペクトルによって供給された２つ の直列回路信号を別々に積分する２つの別個の積分器からなり、その後、たとえ ば除算器の形の比較配列４１が２つの積分信号を１つずつ除算し、制御信号とし てその除算結果をスケーリングユニット４２に供給する。スケーリングユニット ４２はたとえば乗算器または除算器の形で、第２直列回路信号をその除算結果で かけ合わせまたは割って、２つの直列回路信号を等しい大きさにする。比決定配 列４３は第１・第２直列回路信号を時間−バークユニットで表された圧縮された 拡張パワー密度関数の形で受け、それらを互いに割って、スケーリングユニット ５７が乗算器か除算器かに依存して、時間−バークユニット毎に表される除算結 果またはその逆の形でスケーリング信号を発生する。 図５，６の結合回路６のコンポネントは第１参考文献に当業者に分かるように 記されているが、スケーリングユニット５７、微分器５４、比較配列６０，７０ および選択配列６１，７１が例外である。比較配列５０はたとえば、バークスぺ クトルの３つの別々の部分に供給される２つの直列回路信号を別々に積分する２ つの個別の積分器からなり、またたとえば、バークスペクトルの各部毎に２つの 積分された信号を互いに割る除算器からなり、その除算結果または逆除算結果を スケーリング信号としてスケーリング配列５２に送る。スケーリング配列５２は たとえば乗算器または除算器の形で、各直線回路信号を除算結果または逆除算結 果によってかけ合わせ、または割って、バークスペクトル毎に等しい大きさの２ つの直列回路信号を作る。このすべてのことが第１参考文献の付録Ｆに記されて いる。微分器５４は２つの互いにスケールされた直列回路信号の間の差を決定す る。この改良された装置によれば、その差が負であれば、その差はある一定値だ け増加され、差が正なら、ある一定値だけその差が引かれる。例えば、値ゼロよ りも小さいか大きいかを検出し、一定値を加えたり引いたりする。しかし、まず 絶対値配列５６によって差の絶対値を決定し、次に、負の最終結果を得ることが 許されない接続ではその絶対値から一定値を差し引くようにしてもよい。さらに また、その一定値の代わりにその差から直列回路信号（ａ−部）を割り引くよう にしてもよい。 図５の本発明の装置によれば、積分配列５８はバークスペクトルに関しスケー リングユニット５７からくる信号を積分し、比較配列６０は積分された微分信号 の値を接続６２からくる他の信号の所定値と比較する。その比較結果に応じて、 選択配列６１は積分された微分信号を時間平均配列５９に送るか否かを選択する 。時間平均配列５９は時間スペクトルに関し、送られてきた信号を積分する結果 、信号処理回路の特性が低いか高いかを示す値をもつ特性信号が得られる。選択 配列６１はスイッチの形かあるいはたとえば、積分された微分信号に小さな数ま たは大きな数をかけ合わせる乗算器の形をとり得る。 図６の本発明の装置によれば、積分配列５８はスケーリングユニット５７から くる信号をバークスペクトルに関して積分し、時間平均配列５９は時間スペクト ルに関して信号を積分する結果、信号処理回路の左右チャネルの特性がより低い かより高いかを示す値をもつ第１・第２特性信号が得られる。比較配列７０はこ れら双方の特性信号を比較し、その結果に応じて選択配列７１は２つの特性信号 のうちの１つを選択する。選択配列７１は積分された微分信号をストアするため のメモリー、左右のチャネルに関した積分された微分信号を相関するための相関 配列、値（１．２−ｃ）⁴を計算するための計算配列（ｃは相関結果）、および 選択された特性信号に値（１．２−ｃ）⁴をかけあわせる乗算配列からなる。 すでに記したように、本発明の装置によって評価される客観的な特性信号と観 測者によって評価される主観的な特性信号との間の相関は結合回路６を比較配列 ６０，７０および選択配列６１，７１で以て拡張することにより改善される。２ つの要因が互いに別個に眺められる。比較配列６０と選択配列６１の使用、およ び比較配列７０と選択配列７１の使用である。 最善の相関はすべての可能性を同時に使用することによって得られる。 すべての種類のオーディオヴィデオ装置が考えられる接続の信号処理回路に対 して、最も広い意味が保たれる。こうして、信号処理回路はコーデックでありつ 得て、この場合、入力信号は出力信号の特性が決定される参照信号である。信号 処理回路はまた平衡装置であり得て、この場合、出力信号の特性はすでに存在す る理想的な平衡装置に基づいて計算される参照信号に関して決定される。信号処 理回路はスピーカーでもあり得て、この場合、出力信号は参照信号として使われ 、音出力信号の特性がそれに関して決定される。さらに信号処理回路はスピーカ ーコンピューターモデルでもあり得て、この場合、それにセットされる値に基づ いてスピーカーが設計され、低音量出力信号が参照信号として供給され、高音量 出力信号が信号処理回路の出力信号として供給される。 計算された参照信号の場合、第２直列回路の第２信号処理配列は、第２信号処 理配列によってなされる動作が参照信号の計算において割り引かれることの結果 、省かれ得る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＵ，ＢＡ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＣＡ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＧＥ， ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｌ Ｃ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＧ， ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，Ｕ Ｓ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．出力信号を受けるための第１入力（７）をもつ第１直列回路（１，４）、参 照信号を受けるための第２入力（８）をもつ第２直列回路（５）、および第１ 直列回路の第１出力（１３）と第２直列回路の第２出力（１６）に接続されて 、その出力（１７）において特性信号を発生するための結合回路（６）からな り、第１直列回路がその第１入力（７）に接続されて時間と周波数の関数とし て第１信号パラメータを発生するための第１信号処理配列（１）、および 該第１信号処理配列（１）に接続されて第１信号パラメータを圧縮し、第１ 圧縮信号パラメータを発生するための第１圧縮配列（４）を備え、 第２直列回路が、 第２入力（８）に接続されて第２圧縮信号パラメータを発生するための第２ 圧縮配列（５）を備え、および結合回路（６）が２つの圧縮配列（４，５）に 接続されて圧縮信号パラメータに基づいて微分信号を決定するための微分配列 （５４，５６）、 該微分配列（５４，５６）に接続されて周波数に関して微分信号を積分する ための積分配列（５８）、および 該積分配列に接続されて時間に関して積分された微分信号を積分するための 時間平均配列（５９）を備え、結合回路がさらに積分配列と時間平均配列の出 力信号である２つの信号のうちの１つと他の信号とを比較するための比較配列 、および 該比較の結果に依存して発生される特性信号に関して選択するための選択配 列を備えてなることを特徴とする参照信号に関して信号処理回路によって発生 される出力信号の特性を決定するための装置。 ２．比較配列（６０）と選択配列（６１）が積分配列（５８）と時間平均配列（ ５９）の間に置かれて時間間隔毎に、積分配列（５８）の出力信号と所定値を もつ他の信号とを比較し、該出力信号が他の信号よりも大きい場合には該出力 信号を時間平均配列（５９）に供給し、該出力信号が他の信号よりも小さい場 合には該出力信号を供給しないことを特徴とする請求項１の装置。 ３．時間平均配列が信号処理回路の左チャネルに関した第１特性信号を第１出力 で発生し、右チャネルに関した第２特性信号を第２出力で発生し、比較配列（ ７０）と選択配列（７１）が時間平均配列（５９）の第１・第２出力に接続さ れて第１特性信号を第２特性信号と比較し、最大値をもつ特性信号を選択する ことを特徴とする請求項１の装置。 ４．第２特性信号が第１特性信号と所定値をもつ信号の和よりも大きい場合には 第２特性信号が選択され、小さい場合には第１特性信号が選択されることを特 徴とする請求項３の装置。 ５．選択配列（７１）が、左右のチャネルに関した積分された微分信号の間の相 関に少なくとも依存する値をもつ信号を、選択された特性信号にかけ合わせる ための乗算配列を備えたことを特徴とする請求項４の装置。 ６．第２直列回路が、さらに、 第２入力（８）に接続されて、時間と周波数双方の関数として第２信号パラ メータを発生し、第２圧縮配列（５）が第２信号処理配列に接続されて第２信 号パラメータを圧縮することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項の装置 。 ７．信号処理配列（１，２）が、 その入力に供給される信号をウインドー関数によって時間ドメインでかけ合 わせるための乗算配列（２０）、および 該乗算配列に接続されてそこからくる信号を周波数ドメインに変形するため の変形配列（２１）を備え、 該変形配列が、絶対値を決定した後、時間と周波数の関数として信号パラメ ータを発生することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項の装置。 ８．信号処理配列が、 その入力に供給される信号にフィルターをかけるためのサブバンド・フィル ター配列を備え、該配列が絶対値を決定した後、時間と周波数の関数として信 号パラメータを発生することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項の装置 。 ９．信号処理配列がさらに、 時間スペクトルと周波数スペクトルによって表された信号パラメータを時間 スペクトルとバークスペクトルによって表された信号パラメータに変換するた めの変換配列（２３）を備えたことを特徴とする請求項７又は８の装置。 10．出力信号に応答して時間と周波数の関数として第１信号パラメータを発生し 、 第１信号パラメータを圧縮して第１圧縮信号パラメータを発生し、 参照信号に応答して第２圧縮信号パラメータを発生し、 圧縮信号パラメータに基づいて微分信号を決定し、および周波数と時間に関 して微分信号を積分することにより特性信号を発生するステップからなり、前 記特性信号を発生するステップが周波数と時間に関して、それぞれ積分された 微分信号である２つの信号の１つを他の信号と比較し、および その比較結果に依存して、発生される特性信号に関して選択するサブステッ プからなることを特徴とする参照信号に関して信号処理回路によって発生され る出力信号の特性を決定するための方法。 11．比較のサブステップが、時間間隔毎に、周波数に関して積分された微分信号 を所定値をもつ他の信号と比較し、積分された微分信号の方が大きい場合には 該信号を時間に関して積分し、小さい場合には該信号を積分しないことからな ることを特徴とする請求項１０の方法。 12．特性信号を発生するステップが、さらに信号処理回路の左チャネルに関した 第１特性信号と右チャネルに関した第２特性信号を発生させるサブステップを 有し、および比較のサブステップが第１・第２特性信号を比較し、選択のサブ ステップが最大値をもつ特性信号を選択することからなることを特徴とする請 求項１０の方法。 13．第２特性信号が第１特性信号と所定値をもつ信号の和よりも大きい場合、第 ２特性信号が選択され、小さい場合、第１特性信号が選択されることを特徴と する請求項１２の方法。 14．選択された特性信号が、周波数に関して左チャネルに関して積分された微分 信号と周波数に関して右チャネルに関して積分された微分信号との相関に少な くとも依存する値をもつ信号でかけ合わされることを特徴とする請求項１３の 方法。 15．参照信号の応答に第２圧縮信号パラメータを発生するステップが、時間と周 波数双方の関数として参照信号に応答して第２信号パラメータを発生し、第２ 信号パラメータを圧縮するサブステップからなることを特徴とする請求項１０ 〜１４のいずれか１項の方法。