JP2003502936A - 視聴率調査システム、及び音声信号を圧縮及び相関するシステムと方法 - Google Patents

視聴率調査システム、及び音声信号を圧縮及び相関するシステムと方法

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ジー． エイペル，スティーブン
シー． ケンヨン，スティーブン
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ジー． エイペル，スティーブン
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Abstract

(57)【要約】 ラジオ及びテレビ（１）からの放送音声の視聴率調査を行うシステムと方法が開示されている。小型携帯型収集ユニット（４）は調査対象者（５）の音声環境をサンプリングし、音声番組の高度に圧縮された特徴を格納する。中央コンピュータ（７）は、調査対象者が選択する可能のあるいくつかのラジオ及びテレビ受信機（６）からの音声出力を同時に収集する。定期的に中央コンピュータ（７）は調査で使用される携帯型ユニット（４）に対する問い合わせを行い、取り込まれた音声特徴サンプルを転送する。次に中央コンピュータ（７）は特徴パターン認識技術を適用して、調査対象者（５）が１日の様々な時間にどのラジオまたはテレビ局を聴取したかを識別する。次に様々な放送局の人気を推定するためにこの情報が使用される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 〔発明の分野〕 本発明は、視聴率調査対象者の付近に存在しうるいくつかの音声源のどれが存
在するかを自動的に識別する方法とシステムに関する。これは音声パターン認識
技術の使用を通じて達成される。ある母集団を代表するパネルを形成するように
選択された人々が携帯または携行する小型携帯式監視ユニットを利用するシステ
ムと方法が開示される。定期的な間隔で取得される音声サンプルが圧縮され、後
で中央サイトに収集された基準信号と比較するために格納される。これによって
、各調査対象者が一日の異なった時間にどの放送音声信号を聞いていたかに関す
る判定が可能になる。従って、聴取者の好みの自動調査を行うことができる。
【０００２】 〔先行技術の議論〕 番組及び放送局の相対的な人気を判定するためラジオ及びテレビの調査は長年
にわたって行われてきた。この情報は、広告料金体系の決定、及びある番組を続
けるか終了するかの判断を含むいくつかの理由のために必要である。こうした調
査を行う最も一般的な方法の１つは、調査対象者が一日の様々な時間に自分が視
聴したラジオ及びテレビ局を手作業で記録することである。こうした手作業によ
るログの維持は煩雑で不正確である。さらに、ログ中の情報を自動化システムに
転送するのはさらに時間のかかる処理となる。
【０００３】 こうした調査を行う際のある程度の自動化を提供する様々なシステムが開発さ
れている。通常の半自動調査システムでは、調査対象者の家でどのテレビ番組が
視聴されているかを電子装置が記録する。調査対象者は必要に応じてその番組を
視聴している人数を入力する。こうしたデータは中央ロケーションに電子的に転
送され、そこで調査統計が集計される。
【０００４】 効率を大きく改善した自動調査システムが考案されている。使用される方法の
多くは音声または映像へのコード化識別信号の挿入を行っている。こうしたいわ
ゆる能動的識別システムにはいくつかの問題がある。第１に、各放送業者は、自
社の放送施設にコード化設備を設置することによって調査機関と協力しなければ
ならない。これは放送業者にとって出費と複雑さを追加することになり許容でき
ないことがある。また、識別コードを使用する結果、視聴者にとって不快な音声
または映像中の作為が生じることがある。能動的符号化システムは米国特許第４
，８７６，６１７号でベスト（Ｂｅｓｔ）他によって説明されている。ベストは
音声信号から狭い帯域を除去する２つのノッチ・フィルタを利用する。次に、周
波数シフト・キー信号がこうしたノッチに注入され識別コードを伝える。コード
をマスクする十分な信号エネルギーがある場合、コードは繰り返し音声に注入さ
れる。しかし、コードの注入レベルが確実な復号を保証する十分なものである場
合、それは聴取者に知覚される。逆に、コード注入レベルが知覚できないように
低減させると、復号の信頼性が犠牲になる。ベストは米国特許第５，１１３，４
３７号の教示のように本発明を改良した。このシステムは数組のコード周波数を
使用し、それらを疑似ランダム式に切り替える。これによってコードの可聴性が
低減する。
【０００５】 ファードウ（Ｆａｒｄｅａｕ）他は米国特許第５，５７４，９６２号及び米国
特許第５，５８１，８００号で異なった種類のシステムを説明しており、そこで
は１つかそれ以上の周波数帯のエネルギーがコード化メッセージを生成するよう
に所定の方法で変調される。小型携帯（または携行）式装置が符号化音声をマイ
クロホンから受信し、埋め込まれたコードを回復する。復号の後、後で中央コン
ピュータに転送するため識別コードは格納される。このシステムの検出対象とな
る全ての放送局を説得して、音声送信装置にコード生成及び挿入設備を設置させ
なければならないという問題は残っている。
【０００６】 ブロートン（Ｂｒｏｕｇｈｔｏｎ）他は、米国特許第４，８０７，０３１号で
、映像フレームを構成する２つのフィールドの相対輝度を変調することによって
メッセージを符号化する映像信号システムを説明している。対話式テレビで使用
することを意図しているが、この方法は、チャンネル識別コードをコード化する
ことにも使用できる。明らかな制限は、この方法はラジオ放送用に使用すること
ができないということである。さらに、識別コード挿入機能を含むようテレビ放
送設備を変更しなければならない。
【０００７】 録音録画済み音声及び映像源識別用に受動的信号認識技術が開発されている。
こうしたシステムは信号自体の特徴を識別キーとして利用する。すなわち、未知
の信号がパターン認識手順を使用して同様に導出された特徴のライブラリと比較
される。この分野での最も初期の研究は米国特許第３，９１９，４７９号でムー
ン（Ｍｏｏｎ）他によって提示されている。ムーンの教示では、オーディオ・セ
グメントをデータベース中に格納された複製と突き合わせし、相関関数が使用さ
れることによって識別することができる。ムーンはまた、副音声包絡特徴を抽出
する方法を説明する。この包絡信号は音声自体よりロバストであるが、ムーンの
アプローチはやはり、歪み及び速度誤差の影響を受けやすいという欠点を有する
。
【０００８】 多段パターン認識システムが、米国特許第４，８４３，５６２号でケニヨン（
Ｋｅｎｙｏｎ）他によって説明されている。この方法は音声信号の低帯域幅特徴
を使用して、どのパターンが即時に拒否されるかを迅速に判断することができる
。残っているパターンは速度誤差を補償するため時間歪曲により高解像度相関の
対象とすることである。このシステムは多数の候補パターンと共に使用すること
を目的としている。使用されるアルゴリズムは複雑すぎて、携帯型調査システム
で使用することはできない。
【０００９】 もう１つの代表的な受動的信号認識システム及び方法が、米国特許第５，４３
７，０５０号でラム（Ｌａｍｂ）他によって開示されている。ラムは音階の半音
に基づいてスペクトル分析を行い、スペクトログラムを形成する一連の測定値を
抽出する。このスペクトルグラム中のセルは、各セル中の相対的パワーに応じて
活動状態であるかそれとも非活動状態であるかが判断される。次にこのスペクト
ログラムが論理手順を使用して基準パターンの集合と比較され、未知の入力の同
一性が判断される。この技術は速度変化と、わずかな量でも歪みの影響を受けや
すい。
【００１０】 キーウィット（Ｋｉｅｗｉｔ）他は、特に米国特許第４，６９７，２０９号で
開示されたように自動視聴率調査を行うことを目的とするシステムを考案した。
このシステムは場面の切り換えまたは空白映像フレームといったトリガ・イベン
トを使用して、信号の特徴を収集すべき時を判断する。トリガ・イベントが検出
されると、ビデオ波形の特徴が抽出され発生時間と共にローカル・メモリに格納
される。こうして取り込まれた映像特徴は周期的に中央サイトに送信され、全て
の可能なテレビ信号に由来する基準ビデオ特徴の集合と比較される。このシステ
ムの明らかな短所は、ラジオ放送の聴取率調査のために使用できないことである
。
【００１１】 本発明は上記のいくつかの発明の態様を独特な新しい方法で結合し、ラジオと
テレビ両方の放送の視聴率調査を行うのに適したシステムと方法を定義する。
【００１２】 〔発明の概要〕 本発明の目的は、ラジオ及びテレビ放送の視聴率調査を行う方法と装置を提供
することである。これはいくつかの携帯型監視ユニットを使用して達成される。
このユニットはマイクロホンを使用して各調査対象者の音響環境を周期的にサン
プリングする。音声信号はデジタル化され、音声の特徴が抽出され、必要な記憶
装置の量を低減するため圧縮される。次に圧縮音声特徴は取得時間によってマー
クを付けられ、ローカル・メモリ中に格納される。
【００１３】 中央コンピュータは、受信機のグループへの直接接続を使用してラジオ及びテ
レビ放送局の音声から特徴を抽出する。音声はデジタル化され、携帯型監視ユニ
ットの場合と同じ方法で特徴が抽出される。但し、特徴は市場にある全ての放送
源について連続して抽出される。この特徴ストリームは圧縮され、タイムマーク
され、中央コンピュータのディスク駆動装置に格納される。
【００１４】 調査対象者に割り当てられた携帯型監視ユニットは携帯（または携行）されて
いない場合、電池を充電し、モデムと電話アクセスを提供するドッキング・ステ
ーションに格納される。毎日、または数日毎に、中央コンピュータはモデムを使
用してドッキングされた携帯型監視ユニットに問い合わせを行い、格納された特
徴パケットを分析のため中央コンピュータに転送する。これは、携帯型監視ユニ
ットが使用されておらず電話回線が使用可能な深夜または早朝になされる。
【００１５】 特徴パケットを転送することに加えて、現在時間のマークが携帯型監視ユニッ
トから中央コンピュータに転送される。現在時間のマークを最近の問い合わせの
際に転送されたタイムマークと比較することによって、中央コンピュータは携帯
型監視ユニットから見た見掛けの経過時間を判断することができる。次に中央コ
ンピュータは、問い合わせの絶対時間と前の問い合わせの時間に基づいて同様の
計算を行う。次に中央コンピュータは必要な補間と時間変換を行い、携帯型監視
ユニットから受信した特徴データ・パケットと中央コンピュータ中に格納された
特徴データとを同期する。
【００１６】 携帯型監視ユニットによって収集された音声特徴データを中央コンピュータ・
サイトで収集された放送音声特徴と比較することによって、このシステムは調査
対象者がある特定の時間にどの放送局を視聴していたかを判断することができる
。これは、未知の特徴パケットと、多くの異なった放送局について中央コンピュ
ータが同時に収集した特徴との間で、３つの音声周波数帯各々について相互相関
関数を計算することによって達成される。ＦＦＴアルゴリズムに基づく高速相関
法が使用され、約６秒の時間ウィンドウに及ぶ正規化相関値の集合を生成する。
これは携帯型監視ユニットと中央コンピュータとの間の残余時間同期誤差を埋め
合わせるのに十分なものである。３つの周波数帯に対する相関関数は各々、完全
一致の場合＋１．０、相関がない場合０．０、及び正反対の場合−１．０の値を
有する。こうした３つの相関関数が結合され、完全一致からの三次元ユークリッ
ド距離である効果尺度（ｆｉｇｕｒｅ ｏｆ ｍｅｒｉｔ）を形成する。この距
離は個々の距離の二乗の合計の平方根として計算され、この場合の個々の距離は
（１．０−相関値）に等しい。この表示では、完全一致は基準パターンからの距
離が０である。本発明の改良された実施形態では、各特徴の寄与は、中央コンピ
ュータのデータベース中に格納された特徴波形の相対振幅により重み付けされる
。これは、高い信号対雑音比を有すると予想される特徴により多くの重みを付け
る効果を有する。
【００１７】 次に、放送局から収集された各候補パターンについて結果として得られた距離
の最小値が得られる。これは各放送局についての最適一致を表す。次に携帯型監
視ユニットからの未知の特徴パケットに最も一致する放送源として、これらの最
小値が選択される。この値が所定のしきい値より小さければ、その特徴パケット
は対応する放送局からの特徴データと同じであると想定される。次にシステムは
、その特定の時間に調査対象者がそのラジオまたはテレビ局を視聴していたこと
を断定する。
【００１８】 多くの候補となる放送源が関係する状況で多くの調査対象者からこれらの特徴
パケットを収集し処理することによって、包括的な視聴率調査を行うことができ
る。さらに、これは以前の方法を使用する場合に可能であったよりも高速かつ正
確に行われる。
【００１９】 〔図面の説明〕 本発明の特徴、目的、及び利点は、以下の図面と共になされる、以下記載の詳
細な説明からさらに明らかになるだろう。
【００２０】 図１は、本発明の機能構成要素と、それらがどのように相互作用して視聴率測
定システムとして機能するかを例示している。視聴率調査パネル対象者は、その
環境の中での音声サンプルを収集する携帯型監視ユニットを携帯する。この環境
には放送されるラジオ及びテレビの受信機からの音声信号を含んでいる。また、
調査市場を行うラジオ及びテレビ放送信号は、中央コンピュータに接続された１
組の受信機によっても受信される。全ての受信機からの音声特徴が中央コンピュ
ータ上のデータベースに記録される。携帯型監視ユニットを使用しない場合、こ
のユニットはドッキング・ステーションに置かれ、そこでダイヤルアップ・モデ
ムを通じて中央コンピュータはこれらに問い合わせをする。次に、携帯型監視ユ
ニットから転送された音声特徴サンプルがデータベース中に格納された多数の放
送局の音声特徴と突き合わせされる。これによってシステムは、どのラジオ及び
テレビ番組が各パネル対象者によって視聴されていたかを判断することができる
。
【００２１】 図２は、携帯型監視ユニットの構成図である。携帯型監視ユニットは音声を収
集するマイクロホンを備えている。この音声信号は増幅されて低域通過フィルタ
で濾波され、周波数が３ｋＨｚ強に制限される。次に濾波された信号はアナログ
・デジタル変換器を使用してデジタル化される。次に波形サンプルがデジタル信
号プロセッサに転送される。独立したリチウム電池によって動作する低電力タイ
マが約１分間隔でデジタル信号プロセッサを起動する。当業者によって理解され
るように、デジタル信号プロセッサは任意の間隔でサンプルを収集することが可
能であり、１分間隔の使用は設計上の選択の問題であって本発明の範囲を制限す
るものとみなされるべきではない。次にデジタル信号プロセッサはアナログ・デ
ジタル変換器からサンプルを読み出し、音声波形から特徴を抽出する。次に音声
特徴が圧縮され、不揮発性メモリに格納される。時間タグを付け圧縮された特徴
パケットは後にドッキング・ステーションを通じて中央コンピュータに転送され
る。また、充電式電池が含まれている。
【００２２】 図３は、本発明の特に好適な実施形態で特徴抽出のために使用される３つの周
波数帯を示す。３つの周波数帯各々のエネルギーは特徴波形を生成するため毎秒
約１０回サンプリングされる。
【００２３】 図４は、多数の受信機からの放送音声を連続して取り込み、携帯型ユニットか
らの特徴パケットをありうる放送源と突き合わせする中央コンピュータの主要構
成要素を例示している。１組の音声増幅器と低域通過アンチエイリアス（ａｎｔ
ｉａｌｉａｓ）・フィルタは適当な利得を提供し、音声周波数を３ｋＨｚ強に制
限する。チャネル多重装置はフィルタ出力を高速で走査し、波形を順次アナログ
・デジタル変換器に転送して、多重化デジタル時系列を生じる。デジタル信号プ
ロセッサはスペクトル分析を行い、各入力チャネルからの３つの周波数帯各々の
エネルギー測定値を生成する。次にこうした特徴サンプルはホスト・コンピュー
タに転送され、後で比較するために格納される。ホスト・コンピュータは、携帯
型監視ユニットがドックに置かれている時それらに問い合わせるために使用され
る一群のモデムを収納している。この問い合わせの際に、特徴データ・パケット
が携帯型ユニットから転送される。１つかそれ以上のデジタル信号プロセッサが
ホスト・コンピュータに接続され、放送チャネルがもしあれば、携帯型監視ユニ
ットからの未知の特徴パケットと一致するのはどれかを識別する特徴パターン認
識処理を行う。
【００２４】 図５は、携帯型監視ユニット用ドッキング・ステーションの構成図である。ド
ッキング・ステーションは４つの構成要素を含んでいる。第１の構成要素は、携
帯型ユニットに接続するデータ・インタフェースである。このインタフェースに
は電気接続または赤外線リンクが含まれる。データ・インタフェースはモデムに
接続され、それによって電話通信とデータの転送が可能になる。ドッキング・ス
テーション中の電池充電器は携帯型ユニット中の電池を充電するために使用され
る。電力を他の構成要素に提供するためモジュール式電源が含まれている。
【００２５】 図６は、多数の都市または市場で動作することを目的とした拡張型調査システ
ムを例示している。広域ネットワークは一群の遠隔地に配置された信号収集シス
テムを中央サイトに接続する。各信号収集システムはその領域内で放送された音
声を取り込み、特徴を格納する。またそれは携帯型監視ユニットに問い合わせを
行い、格納された特徴パケットを収集する。遠隔サイトからのデータ・パケット
は処理するため中央サイトに転送される。
【００２６】 図７は、携帯型監視ユニットの音声信号取得方法のフローチャートである。携
帯型監視ユニットは周期的に起動し、環境中の音声の特徴を計算する。十分な音
声パワーがあれば、特徴は圧縮され、格納される。
【００２７】 図８は、中央収集サイトで受信される音声特徴を収集及び管理するために使用
される手順のフローチャートである。これには音声収集、特徴抽出、及び古い特
徴データの削除という３つの独立した処理が含まれる。
【００２８】 図９は、パケット識別手順のフローチャートである。パケットはまずデータベ
ースと同期される。次に放送音声源からの対応するデータ・ブロックが未知のパ
ケットへの最小重み付きユークリッド距離を得るために突き合わせされる。この
距離がしきい値より小さければ、未知のパケットは放送に一致するものとして識
別される。
【００２９】 図１０は、パターン突き合わせ手順のフローチャートである。未知の特徴パケ
ットは倍長化するためまずゼロが詰められた後、中央コンピュータ上の基準特徴
から得られた倍長化特徴セグメントと相関される。次に、その相関値と基準パタ
ーン中に格納された特徴の相対振幅から重み付きユークリッド距離が計算される
。
【００３０】 図１１は、逐次重み付き距離を平均化して信号対雑音比を改善し、誤検出率を
低下させる処理を例示している。これは指数処理であって、古いデータは新しい
データより効果が小さい。
【００３１】 〔好適実施形態の詳細な説明〕 本発明による視聴率測定システムは様々な市場に配置された、場合によっては
多数の携帯型収集ユニット４といくつかの中央コンピュータ７とからなる。携帯
型監視ユニット４は周期的に音声環境をサンプリングし、装置の携帯者に伝えら
れる音声の組成を表す特徴を格納する。中央コンピュータは、ラジオ及びテレビ
受信機６への直接接続により全ての聴取可能な放送源１から音声特徴を連続して
取り込み格納する。中央コンピュータ７は、夜間携帯型ユニット４がドッキング
・ステーションに置かれている時、電話接続とモデム９を通じて周期的に問い合
わせを行う。次にサンプリングされた音声特徴パケットが中央コンピュータに転
送され、放送源と比較される。一致が得られると、携帯型ユニットの携帯者は対
応する放送局を視聴していたという推定がなされる。結果として得られる識別統
計がユーザの視聴習慣の調査を作成するために使用される。
【００３２】 通常の動作では、携帯型監視ユニット４は音声特徴サンプルを１サンプル当た
り２００バイトに圧縮する。１分間隔でサンプリングするので、必要な記憶容量
は１分当たり２００バイト、すなわち１時間当たり１２キロバイトである。無音
期間中は特徴パケットは格納されない。サンプルの約５０パーセントは無音であ
ると推定される。従って、必要な平均記憶容量は１日当たり約１４４キロバイト
すなわち１週間当たり約１メガバイトである。携帯型監視ユニットは約１ヶ月分
の圧縮サンプルを格納することができる。
【００３３】 携帯型監視ユニットが毎日問い合わせされる場合、最近のサンプルを中央コン
ピュータまたは収集サイトに転送するためには約１分必要である。中央コンピュ
ータ７または収集サイト３３で必要なモデム９の数は携帯型監視ユニット４の数
に依存する。
【００３４】 単一の市場または比較的小さな地域では、中央コンピュータ７は直接放送信号
を受信し、特徴データを連続してローカル・ディスク８に格納する。市場に平均
で１０のＴＶ局と５０のラジオ局があると仮定すると、必要な記憶容量は１日当
たり約１７３メガバイトすなわち１週間当たり１２１０メガバイトである。１週
間より古いデータは削除される。例えば衛星ネットワーク送信及びケーブル・テ
レビを通じてさらに多くの放送源が得られる場合、明らかに、必要な記憶容量は
増大する。しかし、５００の放送源があったとしても、１週間の連続格納のため
システムが必要とするのは１０ギガバイトの記憶容量にすぎない。
【００３５】 認識処理では、中央コンピュータ７は、未知の特徴パケットと（数秒以内に）
時間合せをした格納特徴ブロックと時間間隔を合せる必要がある。各携帯型監視
ユニット４は１分当たり１パケットを処理するので、５００の放送源がある場合
の処理負荷は、各携帯型監視ユニットに対して１分当たり５００のパターン突き
合わせ、すなわち１秒当たり約８のパターン突き合わせである。市場に５００の
携帯型監視ユニットが存在すると仮定すれば、システムは１秒当たり約４０００
の突き合わせを行わなければならない。
【００３６】 多くの市場で大規模に展開される場合、システム全体のアーキテクチャは図６
に例示されるようにいくらか異なったものとなる。各都市または市場に設置され
る独立した遠隔信号収集コンピュータ３３が存在する。遠隔コンピュータ３３は
上記で説明されたように個々の市場での放送源を記録する。さらに、それらはモ
デム３２によってその地域内の携帯型監視ユニット３４に対する問い合わせを行
い、収集された特徴パケットをダウンロードする。信号収集コンピュータ３３は
広域データ通信ネットワーク３５によって中央サイトに接続される。中央コンピ
ュータ・サイトは、パターン認識処理負荷を分担できるコンピュータ３９のネッ
トワーク３７からなる。ローカル・ネットワーク３７は広域ネットワーク３５に
接続され、それによって中央サイト・コンピュータ３９は収集された特徴パケッ
ト及び放送特徴データ・ブロックにアクセスすることができる。動作の際、中央
コンピュータ３９は、モデム３２を使用して遠隔コンピュータ３３の１つによっ
て収集された携帯型監視ユニット３４からの１日分の特徴パケットをダウンロー
ドする。次にパケット時間に対応する放送時間セグメントが識別され、中央サイ
トに転送される。次に中央サイトで識別が行われる。初期識別がなされると、そ
れは後続パケットを前に認識されたのと同じチャネルからの放送源特徴と突き合
わせすることによって確認される。これによって遠隔収集コンピュータから中央
サイトに転送しなければならないデータの量が減少する。これは、視聴者はある
時間の間同じ局を視聴し続ける（あるいは同調したままでいる）という想定に基
づいている。後続の突き合わせが失敗すると、パターン認識のため残りのチャネ
ルがダウンロードされる。これは新しい一致が発見されるまで続けられる。次に
システムは単一チャネル・トラッキング・モードに戻る。
【００３７】 上記の処理は全ての市場の全ての携帯型監視ユニット３４について繰り返され
る。市場が重なり合っている場合、特定の携帯型ユニットからの特徴パケットを
各市場からのデータと比較することができる。これは各市場から適当なチャネル
・データをダウンロードすることによって達成される。さらに、衛星送信供給、
直接の衛星放送等といった広い地域にわたって受信可能な信号は、１つかそれ以
上の衛星受信機３６を使用して中央サイトで直接収集される。これには、映画チ
ャネル及び他の有料サービスといったケーブル・ネットワーク上で分配される多
くの放送源が含まれる。これによって信号収集コンピュータが遠隔的に（かつ冗
長に）収集しなければならない放送源の数を減少する。
【００３８】 このシステム構成のさらなる能力は、異なった市場の放送源を突き合わせする
能力である。これは、ネットワーク加入者がいくつかの異なった番組選択をしう
る場合有用である。
【００３９】 図２に示される携帯型監視ユニットの好適実施形態では、携帯型ユニット中の
小型マイクロホン１１によって受信される音声信号は増幅され、低域通過濾波さ
れ、アナログ・デジタル変換器１３によってデジタル化される。サンプル・レー
トは毎秒８キロサンプルであるので、ナイキスト周波数は４ｋＨｚとなる。エイ
リアス（ａｌｉａｓ）歪みを避けるため、アナログ低域通過フィルタ１２は３．
２ｋＨｚより大きな周波数を排斥する。アナログ・デジタル変換器１３は音声サ
ンプルをデジタル信号処理マイクロプロセッサ１７に送り、そこで音声処理と特
徴抽出が行われる。この処理の第１のステップは、スペクトル分析と、音声スペ
クトルを図３に示されるような３つの周波数帯に分割することである。
【００４０】 周波数帯は平均してほぼ等しいパワーを含むよう選択されている。１つの実施
形態では、周波数帯は次の通りである。
【００４１】 帯域１：５０Ｈｚ〜５００Ｈｚ 帯域２：５００Ｈｚ〜１５００Ｈｚ 帯域３：１５００Ｈｚ〜３２５０Ｈｚ 当業者によって理解されるように、本発明の教示を実現するために他の周波数
帯が使用されることもある。
【００４２】 スペクトル分析は、６４サンプルのブロックに対して周期的に高速フーリエ変
換（ＦＦＴ）を行うことによってなされる。これによって３２の周波数「ビン（
ｂｉｎｓ）」を含むスペクトルが生じる。各ビンのパワーはその振幅を二乗する
ことによって得られる。次に各帯域のパワーが、対応するビン周波数のパワーの
合計として計算される。次に、積算パワーの平方根を取ることによって各帯域の
振幅値が計算される。次に再帰高域通過フィルタを使用することによってこれら
の各ストリームの平均値が除去される。次にデータ・レートと帯域幅を縮小しな
ければならない。これは多相間引き（ｐｏｌｙｐｈａｓｅ ｄｅｃｉｍａｔｉｎ
ｇ）低域通過フィルタを使用して達成される。３つの特徴ストリームの各々につ
いて２つのフィルタ段が適用される。これらのフィルタは各々サンプル・レート
を５分の１に低下させるので、サンプル・レートは（１ストリーム当たり）毎秒
１０サンプル、帯域幅は約４Ｈｚとなる。これらはパターン認識処理で特徴とし
て使用される音声データ測定値である。
【００４３】 図４に示されるように、同様の処置が中央コンピュータ・サイトで行われる。
しかし、音声信号はラジオ及びテレビ放送受信機への直接接続から得られる。多
くの音声源は同時に収集しなければならないので、１組の前置増幅器とアナログ
低域通過フィルタ２０が含まれる。こうしたフィルタの出力は、各音声信号を順
次切り換え、それらの信号のサンプルをアナログ・デジタル変換器２２に送るチ
ャネル多重装置２１に接続される。次にデジタル信号プロセッサ２３が全ての音
声時系列波形に対して特徴を抽出するために動作する。
【００４４】 携帯型ユニットと中央コンピュータ両方で必要な記憶容量を低減するため、こ
のシステムは特徴データのミューロー（ｍｕ−ｌａｗ）圧縮を利用する。これに
よってデータは２分の１に縮小され、１６ビット線形値は８ビット対数値に圧縮
される。これによって、正確な相関を行うための十分な解像度を保持しつつ完全
なダイナミックレンジが維持される。携帯型監視ユニットと中央コンピュータの
両方で同じ特徴処理が使用される。しかし、携帯型監視ユニットは、携帯型監視
ユニット中のタイマによって開始される約１分間隔で６４特徴サンプルの短いセ
グメントを取り込む。中央コンピュータは特徴データの連続ストリームを記録す
る。
【００４５】 携帯型監視ユニットは、デジタル・セルラ電話の音声処理といった適用業務で
よく使用される種類の低電力信号プロセッサに基づいている。大部分の時間この
プロセッサは休止または休眠状態にあり、電池電力を節約する。しかし、電子タ
イマは連続して動作し、約１分の間隔でＤＳＰを起動する。ＤＳＰ１７はアナロ
グ・デジタル変換器１３から約６秒の音声を収集し、前に説明したように３つの
周波数帯から音声特徴を抽出する。また、タイマ１５の値も収集された信号にタ
イムマークするために読み込まれる。また、携帯型監視ユニットには、充電式電
池１９とドッキング・ステーション・データ・インタフェース１８が含まれる。
【００４６】 収集される特徴に加えて、６秒間のブロック中に存在する合計音声パワーが計
算され、音声信号が存在するかが判断される。次に音声信号パワーは起動しきい
値と比較される。パワーがしきい値より小さければ収集されたデータは廃棄され
、ＤＳＰ１７は次のサンプリング期間まで非活動状態に戻る。これによってユー
ザが休止中または無音環境にいる間の収集したデータ・ブロックを格納する必要
が回避される。音声パワーがしきい値より大きい場合、データ・ブロックは不揮
発性メモリ１６に格納される。
【００４７】 格納すべき特徴データは各６４サンプルの３つの特徴ストリームとして編成さ
れる。データはまず１６ビット線形サンプルから８ビット対数サンプルにミュー
ロー圧縮される。従って結果として得られるデータ・パケットには１９２データ
・バイトが含まれる。データ・パケットにはまた、１パケット当たり合計２００
バイトに対して４バイトのユニット識別コードと４バイトのタイマ値が含まれる
。データ・パケットは不揮発性フラッシュ・メモリ１６に格納されるので、電源
が印加されていない時も保持される。データ・パケットを格納した後、ユニット
は次のサンプリング期間まで休眠状態に戻る。この手順は図７にフローチャート
形式で例示されている。
【００４８】 図５は、携帯型ユニット・ドッキング・ステーション１０の構成図である。ド
ッキング・ステーションには、携帯型ユニット４へのデータ・インタフェース２
８と、中央コンピュータ７に接続されたモデム９と通信するために使用されるダ
イヤルアップ・モデム２９が含まれる。ＡＣ電源３１は電力をドッキング・ステ
ーションに供給し、かつ携帯型監視ユニット４中の電池を充電するために使用さ
れる電池充電器３０に電力を供給する。
【００４９】 携帯型監視ユニット４がドッキング・ステーション１０中にあり中央コンピュ
ータ７と通信する時、パケットは逆の順序で転送される。すなわち、最新のデー
タ・パケットがまず転送され、時系列を逆にたどって転送が進行する。中央コン
ピュータは、前の転送されたパケットに遭遇するまでパケットの転送を続ける。
【００５０】 各携帯型監視ユニット４には必要に応じて、装置が実際にユーザによって携帯
または携行されているかを検出する揺れ検出器または感知器（図示せず）が含ま
れる。その場合装置の揺れを示すデータが上記で説明された音声特徴情報と共に
（後でダウンロードし分析するため）格納される。１つの実施形態では、音声情
報が記録されたかなりの期間にわたって装置４が実際には携帯または携行されて
いなかったことを揺れ検出器が示した場合、調査処理の際、音声特徴情報は廃棄
または無視される。
【００５１】 各携帯型監視ユニット４にはまた必要に応じて、ユニットの位置を決定するた
めに使用される受信機（例えば、ＧＰＳ受信機、セルラ電話受信機、等といった
）（図示せず）が含まれる。その場合装置の位置を示すデータが上記で説明され
た音声特徴情報と共に（後でダウンロードし分析するため）格納される。１つの
実施形態では、ダウンロードされた位置情報が中央コンピュータによって比較の
ためどの信号収集局の特徴にアクセスすべきかを決定するために使用される。
【００５２】 音声環境を周期的にサンプリングする携帯型監視ユニットと対照的に、中央コ
ンピュータは連続的に動作し、多くの音声源から特徴データ・ブロックを格納し
なければならない。次に中央コンピュータは携帯型ユニットからダウンロードさ
れた特徴パケットを同じ日の同じ時間に発生した音声ファイルのセクションと比
較する。中央コンピュータ動作のデータ収集及び格納の態様には３つの独立した
処理動作が存在する。これらの第１のものはデジタル化音声データの収集及び格
納と中央コンピュータのディスク８上への格納である。第２のタスクは特徴デー
タの抽出とディスク上に特徴データのタイムタグ付きブロックの格納である。第
３のタスクは古すぎて（１週間経過）不適切と考えられる特徴ファイルの自動削
除である。これらの処理は図８に例示されている。
【００５３】 音声信号は、放送されるラジオ及びテレビ、衛星配信システム、加入者サービ
ス、及びインターネットを含むいくつかの音声源の何れかから受信される。デジ
タル化音声信号は、音声特徴を抽出する処理の間、中央コンピュータ上に比較的
短い時間（タイムマークと共に）格納される。アナログ・デジタル変換を特徴抽
出と結合する専用ＤＳＰ基板を使用して実時間で特徴を直接計算するのが有益で
あることが多い。この場合生音声の一時記憶容量が大きく低減される。
【００５４】 音声特徴ブロックは携帯型監視ユニットの場合と同じ方法で計算される。中央
コンピュータ・システム７は個別のチャネルまたは放送源から音声データのブロ
ックを選択し、スペクトル分析を行う。それは次に３つの周波数帯各々のパワー
を積算し、測定値を出力する。一連の測定値は低域通過濾波及び間引きされ、３
つの帯域各々について毎秒１０サンプルのレートで特徴サンプルを生成する。ミ
ューロー圧縮が使用されて各１バイトの対数振幅測定値を生成し、必要な記憶容
量を低減する。特徴サンプルはブロックに集められ、音声源と時間のラベルを付
けられ、ディスク上に格納される。この処理は全てのチャネルからの全ての取得
可能なデータ・ブロックについて繰り返される。次にシステムはさらに多くの音
声データが取得可能になるのを待つ。
【００５５】 ディスク・ファイル格納の要求を制御するため、特徴ファイルは日付と開始時
間のラベルを付けられる。例えば、１週間の日付と１日の時刻を含むファイル名
が自動的に構成される。次に独立したタスクが特徴格納領域を走査し、指定され
た値より古いファイルを削除する。システムは毎日携帯型監視ユニットに問い合
わせを行い、毎日それらの収集した特徴をデータベースと比較することを想定し
ているが、数日にわたって一部の携帯型ユニットの問い合わせができなくなるこ
とがありうる。従って、特徴データは約１週間中央コンピュータに保持される。
その後になれば、結果はもう使えない。
【００５６】 自分のディスク駆動装置８上に格納された音声特徴ブロックを携帯型監視ユニ
ット４からのものと比較する際、中央コンピュータ７はそのタイムマークを携帯
型監視ユニットから転送されたものと比較しなければならない。これによって行
わなければならない検索の量が減少し、処理の速度と精度が改善される。
【００５７】 各携帯型監視ユニット４は各自の内部クロック１５を有する。このクロックを
設定、または何らかの特定の較正を維持する必要を回避するため、１０Ｈｚのレ
ートで増分する簡単な３２ビット・カウンタが使用される。この１０Ｈｚの信号
は正確な水晶発振器から導出される。実際には、この発振器の絶対精度はあまり
重要ではない。重要なのは発振器の安定性である。中央サイトは１日及び週に１
回の間隔で各携帯型監視ユニットに対する問い合わせを行う。この手順の一部と
して中央サイトは携帯型監視ユニットのカウンタの現在の値を読み出す。中央サ
イトはまた自分のタイムカウントを書き留め、両方の値を格納する。時間を同期
するため、システムは前の問い合わせの際に携帯型ユニットから読み出されたタ
イムカウントを現在の値から減算する。同様に、システムは格納されたカウンタ
値を現在のカウンタ値から減算することによって、中央サイトで行われたカウン
トの数（公式時間）を計算する。周波数が同じであれば、同じ時間間隔の間に同
じ数のカウントが行われているはずである（１週間当たり６．０４８百万カウン
ト）。この場合、携帯型ユニット４は、各音声特徴測定パケットを識別するタイ
ムマークに開始カウントの差を加算することによって中央コンピュータ７に同期
される。これは最も簡単な場合である。
【００５８】 通常の場合発振器はわずかに異なった周波数で動作する。やはり開始カウンタ
値を一致させる必要があるが、システムはさらに換算係数を計算し、それを携帯
型監視ユニットから受信したタイムマークに適用しなければならない。この換算
係数は、中央コンピュータからのカウントの数を同じ時間間隔の間に行われた携
帯型ユニットからのカウントの数で除算することによって計算される。１次（線
形）時間同期は、携帯型監視ユニットからのタイムマークに適用されるオフセッ
トと換算係数の計算を必要とする。
【００５９】 オフセットを計算する Ｏｆｆ＝Ｓc−Ｓp 中央サイトのカウントを計算する Ｃc＝Ｅc−Ｓc 携帯型ユニットのカウントを計算する Ｃp＝Ｅp−Ｓp 換算係数を計算する Ｓｃｌ＝Ｃc／Ｃp 次にタイムマークは携帯型監視ユニットから中央コンピュータの基準フレーム
に変換される。
【００６０】 タイムマークを変換する Ｔc＝（Ｔp＋Ｏｆｆ）＊Ｓｃｌ 残った問題は携帯型監視ユニット中の発振器の短期間ドリフトである。これは
主として温度変化による。目標は１秒以内の線形補間時間が維持されることであ
る。最悪の時間誤差は、周波数が一方に変動し、次に反対の方向に変動する時に
発生する。しかし、実際の温度範囲では安定性は十分であることが確認されてい
る。
【００６１】 視聴率調査システムには、多くの可能性のある音声源のどれがある時間に特定
の携帯型監視ユニット４によって取り込まれたかを決定するパターン認識アルゴ
リズムが含まれる。妥当なハードウェアの費用でこれを達成するには、中央コン
ピュータ７は好適には、相関及びベクトル演算といった関数計算を行うよう最適
化されたデジタル信号プロセッサ２６によって強化された高性能ＰＣ２５を利用
する。図９は信号認識手順の概要を示す。
【００６２】 前に論じたように、携帯型監視ユニット４から受信されたタイムマークを、中
央コンピュータ・システム７上に格納された特徴ブロックに適用されるタイムタ
グと同期することが重要である。これがなされていれば、システムは携帯型ユニ
ットから受信された特徴パケットから約１秒以内に格納された特徴ブロックを得
ることができるはずである。時間一致の許容差は約＋／−３秒であり、異常な状
況に対処するある程度の余裕を残している。さらに、システムは許容差ウィンド
ウ外においてパターン一致を検索することもできるが、これは処理を遅くする。
特定の携帯型ユニットについてパターンの一致が得られない場合、中央コンピュ
ータは拡張した検索ウィンドウを使用して全てのパターン突き合わせを繰り返す
ことができる。そこで一致が得られると、その発生時間がタイミング情報を更新
するチェックポイントとして使用することができる。しかし、こうした手段に訴
えるということは、携帯型監視ユニットの故障またはそれが周囲の異常事態にさ
らされていることを示すものであるかもしれない。
【００６３】 パターン認識処理は各音声源の特徴から導出された基準パターンとの一致の度
合いを計算することを含んでいる。図９に示したように、この一致の度合いは三
次元空間中の重み付きユークリッド距離として測定される。この距離の計量は距
離が０の時、完全な一致を示す。小さな距離は大きな距離より近い一致を示す。
すなわち、システムは未知の特徴パケットまでの最小距離を生成する音声源を得
なければならない。次にこの距離はしきい値と比較される。距離がしきい値より
小さければ、システムは未知のパケットが対応する音声源と一致することを報告
し、音声源の識別を記録する。最小距離がしきい値より大きい場合、システムは
未知の特徴パケットがどの音声源とも一致しないと想定して、その音声源は未知
であると記録する。
【００６４】 基本的なパターン突合せ手順が図１０に例示される。携帯型監視ユニット４か
らの特徴パケットは３つの帯域各々から６４のサンプルを含んでいる。これらは
まず、１６ビット線形値を生成するためミューロー圧縮復元をしなければならな
い。次に３つの特徴波形は各々、３つの信号について計算された標準偏差（累乗
の平方根）で各値を除算することによって正規化される。これによって、特徴パ
ケットが収集された時、携帯型ユニットがさらされていた音量に対し補正を行う
。次に３つの正規化された波形は各々ゼロのブロックが詰められ、特徴帯域当た
り１２８サンプルの合計長さとなる。これはＦＦＴに基づく高速相関アルゴリズ
ムを利用するために必要である。
【００６５】 次にシステムは、時間一致計算によって決定された各特徴の１２８サンプルか
らなるサンプルのブロックを探し出す。これには、必要な３秒のマージンが未知
のパケットの初めと終わりの予想位置に存在すると想定するために必要なタイム
オフセットが含まれる。次に、システムは、未知の特徴パケットの３つの波形各
々と対応する音声源波形との間の相互相関関数を計算する。高速相関アルゴリズ
ムでは、未知の音声源と基準音声源両方の波形が高速フーリエ変換を使用して周
波数領域に変換されていることが必要である。次にシステムは結果として得られ
る複素スペクトルの共役ベクトル・クロス乗積を行い、その結果に対して逆高速
フーリエ変換を行う。次にその結果得られる相関関数が、６４サンプル・ウィン
ドウにわたって各々計算される標準偏差をずらすことによって正規化される。
【００６６】 ３つの周波数帯を代表した３つの相関関数は各々、完全一致の場合の１から相
関がない場合の０を経て正反対の場合の−１までの最大値を有する。各々の相関
値を１から減算することによって相関値は距離成分に変換される。ユークリッド
距離は好適には、以下の等式（１）に記載されているように、個々の成分の二乗
の合計の平方根として定義される。
【００６７】 Ｄ＝［（１−ｃｖ1）2＋（１−ｃｖ2）2＋（１−ｃｖ3）2］1/2 （１）
この結果、特徴パケットが基準（または音声源）パターンにどの位一致している
かを測定する単一の数が得られ、個々の距離は三次元空間で得られた測定値に基
づいているかのように結合される。しかし、特徴波形は正規化されているため、
各構成要素は３つの帯域中の相対振幅と無関係に全体の距離に同等に寄与する。
１つの実施形態では、本発明は、無音の帯域の暗騒音が有用な信号エネルギーを
含む周波数帯の寄与を妨害する状況を回避することを目的とする。従って、シス
テムは、以下の等式（２）に示されるような基準パターンから計算される標準偏
差で各成分に重みを付けることによって相対振幅情報を距離計算に導入する。こ
れは信号全体の大きさによって正規化しなければならない。 Ｄｗ＝［（（ｓｔｄ1）＊（１−ｃｖ1））2＋（（ｓｔｄ2）＊（１−ｃｖ2））2 ＋（（ｓｔｄ3）＊（１−ｃｖ3））2］1/2／［（ｓｔｄ1）2＋（ｓｔｄ2）2＋（
ｓｔｄ3）2］1/2 （２） 演算の順序を整理して、一部のステップを結合したり一部を除去したりすること
ができる。結果として得られる重み付きユークリッド距離は自動的に周波数帯の
相対振幅に適用され、携帯型ユニットに存在し音声源には存在しない広帯域雑音
の影響を減少させる傾向がある。
【００６８】 重み付きユークリッド距離の変形には、図１１に示されるように携帯型ユニッ
トから受信される一連の特徴パケットから計算される連続した距離の積算または
平均が含まれる。この手順では、上記の最初のパケットの場合の場合と同様に重
み付き距離が計算される。次に２番目のパケットが得られ、中央コンピュータ中
の同じ音声源からの特徴ブロックと正確に一致が行われる。再び、重み付きユー
クリッド距離が計算される。２つのパケットが同じ音声からのものである場合、
距離計算で同じ相対時間遅延において距離は最小となる。ある特定の音声源に対
する距離配列中の６４の時間遅延毎に、システムは距離の再帰的更新を計算する
が、その場合平均距離は、１より小さい係数ｋで乗算することによってわずかに
減少させられる。次に新しく計算された距離は（１−ｋ）で乗算しそれを平均距
離に加算することによって基準化される。距離配列中の個々の時間遅延値につい
て、更新手順は以下の等式（３）に示されるように表される。
【００６９】 ＤW（ｎ）＝ｋ＊ ＤW（ｎ−１）＋（１−ｋ）＊ＤW（ｎ） （３）
注記として、 ＤWは距離計算の平均値を示し、（ｎ）は現在の更新サイクルを
指し、（ｎ−１）は前の更新サイクルを指す。この処理は後続のブロックに対し
て繰り返され、さらに多くの信号エネルギーを再帰的に積算する。この結果距離
計算における信号対雑音比が向上し、誤った検出の確率が低下する。
【００７０】 この処理の決定規準は非平均化の場合と同じである。まず全ての音声源からの
最小平均距離が得られる。これが距離しきい値と比較される。最小距離がしきい
値より小さければ、検出が行われ音声源の識別が記録される。そうでない場合、
システムは音声源が未知であると記録する。
【００７１】 好適実施形態のこれまでの説明は、当業者が本発明を実現し利用できるように
提供されている。これらの実施形態への様々な修正は当業者には容易に明らかと
なりうるものであり、本出願で定義される一般的な原理は発明的な才能を使用せ
ずに他の実施形態に適用されうる。すなわち、本発明は本出願に示される実施形
態に制限されるものではなく、本出願で開示される原理と新しい特徴と矛盾しな
いで最も広範な範囲に一致するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の機能構成要素を示す図である。
【図２】 携帯型監視ユニットの構成図である。
【図３】 特徴抽出のために使用される３つの周波数を示す図である。
【図４】 中央コンピュータの主要構成要素を示す図である。
【図５】 携帯型監視ユニット用ドッキング・ステーションの構成図である。
【図６】 拡張型調査システムの全体構成を示す図である。
【図７】 携帯型監視ユニットの音声信号取得方法を示すフローチャートである。
【図８】 中央収集サイトで受信される音声特徴を収集及び管理するために使用される手
順のフローチャートである。
【図９】 パケット識別手順のフローチャートである。
【図１０】 パターン突き合せ手順のフローチャートである。
【図１１】 逐次重み付き距離を平均化して信号対雑音比を改善し誤検出率を低下させる処
理を示したフローチャートである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 17/00 Ｇ１０Ｌ 3/00 ５５１Ｇ 9/18 Ｈ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＵ，ＢＡ，ＢＢ， ＢＧ，ＢＲ，ＣＡ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＭ，Ｅ Ｅ，ＧＤ，ＧＥ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＶ， ＭＡ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，Ｒ Ｏ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ ，ＹＵ，ＺＡ Ｆターム(参考） 5C061 BB03 5D015 CC05 KK02

Claims (36)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 視聴率調査システムであって、 （Ａ）視聴率パネルの対象者であるユーザに割り当てられた複数の携帯型監視
    ユニットであって、前記各携帯型監視ユニットが前記携帯型監視ユニットによっ
    て受信される自由音場音声信号を表す情報を記録し、前記自由音場音声信号を表
    す前記情報が、前記自由音場音声信号の内容を表す情報と、前記自由音場音声信
    号が前記携帯型監視ユニットによって受信された時を示すタイムスタンプ情報と
    を含む複数の携帯型監視ユニットと、 （Ｂ）複数の音声源から伝送された音声信号を表す情報を記録する中央放送収
    集設備であって、各音声信号について、前記中央放送収集設備によって記録され
    た前記情報が、前記音声信号の内容を表す情報と、前記音声信号が前記中央放送
    収集設備によって受信された時を示すタイムスタンプ情報と、前記音声信号を伝
    送した音声源を示す音声源情報とを含む中央放送収集設備と、 （Ｃ）前記携帯型監視ユニットによって記録された前記情報と前記中央放送収
    集施設によって記録された前記情報とにより、各々の複数の異なった時間間隔の
    間に携帯型監視ユニットの各ユーザによって選択された前記音声源を識別するコ
    ンピュータとからなるシステム。
  2. 【請求項２】 前記各携帯型監視ユニットが、前記携帯型監視ユニットによ
    って受信された前記自由音場を表す前記情報を周期的に記録する請求項１に記載
    のシステム。
  3. 【請求項３】 前記中央放送収集設備が、前記複数の音声源から放送される
    音声信号を表す前記情報を連続して記録する請求項２に記載のシステム。
  4. 【請求項４】 前記コンピュータが前記中央放送収集設備に結合され、前記
    システムがさらに、 （Ｄ）前記各携帯型監視ユニットによって記録された情報を周期的に前記コン
    ピュータにダウンロードする複数のドッキング・ステーションからなる請求項３
    に記載のシステム。
  5. 【請求項５】 前記ドッキング・ステーションが各々、前記コンピュータと
    通信するモデムと、前記携帯型監視ユニットが前記ドッキング・ステーションに
    置かれている時、前記携帯型監視ユニット内の電池を充電する充電器とを含む請
    求項４に記載のシステム。
  6. 【請求項６】 前記各携帯型監視ユニットが、前記携帯型監視ユニットのユ
    ーザによって選択された音声源に関連する自由音場音声信号を受信するマイクロ
    ホンを含む請求項１に記載のシステム。
  7. 【請求項７】 前記各携帯型監視ユニットがユーザによって携帯または携行
    される請求項１に記載のシステム。
  8. 【請求項８】 前記各携帯型監視ユニットによって記録される前記自由音場
    音声信号を表す前記情報が、前記携帯型監視ユニットによって受信される自由音
    場音声信号に関連する内容のデジタル圧縮版を含む請求項１に記載のシステム。
  9. 【請求項９】 前記中央放送収集設備によって受信された前記情報が、前記
    中央放送収集設備によって受信された前記音声信号に関連する内容のデジタル圧
    縮版を含む請求項８に記載のシステム。
  10. 【請求項１０】 前記中央放送収集設備と、各々の複数の異なった時間間隔
    の間に携帯型監視ユニットの各ユーザによって選択された音声源を識別する前記
    コンピュータとが、共通のホスト・コンピュータを使用して実現される請求項１
    に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 視聴率調査を行う方法であって、 （Ａ）複数の携帯型監視ユニットを視聴率パネルの対象者であるユーザに提供
    するステップであって、前記各携帯型監視ユニットが前記携帯型監視ユニットに
    よって受信される自由音場音声信号を表す情報を記録し、前記自由音場音声信号
    を表す前記情報が、前記自由音場音声信号の内容を表す情報と、前記自由音場信
    号が前記携帯型監視ユニットによって受信された時を示すタイムスタンプ情報と
    を含むステップと、 （Ｂ）中央放送収集設備において、複数の音声源から放送された音声信号を表
    す情報を記録するステップであって、各音声信号について、前記中央放送収集設
    備によって記録された前記情報が、前記音声信号の内容を表す情報と、前記音声
    信号が前記中央放送収集設備によって受信された時を示すタイムスタンプ情報と
    、前記音声信号を伝送した音声源を示す音声源情報とを含むステップと、 （Ｃ）前記携帯型監視ユニットによって記録された前記情報と前記中央放送収
    集設備によって記録された前記情報とにより、各々の複数の異なった時間間隔の
    間に携帯型監視ユニットの各ユーザによって選択される前記音声源を識別するス
    テップとからなる方法。
  12. 【請求項１２】 圧縮音声信号を形成する方法であって、 （Ａ）マイクロホンまたは放送受信機から音声信号を取得するステップと、 （Ｂ）複数の時間間隔の各々について、少なくとも３つの周波数帯の各々にお
    いて取得される前記音声信号に関連するパワーレベルを測定するステップと、 （Ｃ）前記ステップ（Ｂ）の結果から時間領域音声特徴波形を構成するステッ
    プであって、前記各時間領域音声特徴波形が前記複数の時間間隔にわたって前記
    少なくとも３つの周波数帯の１つで測定されるパワーレベルを表すステップと、 （Ｄ）ミューロー圧縮を前記ステップ（Ｃ）の結果に適用することによって、
    取得された前記音声信号を表す対数圧縮音声信号を形成するステップとからなる
    方法。
  13. 【請求項１３】 さらに、 （Ｅ）前記ステップ（Ｄ）の結果から特徴波形のパケットを構成するステップ
    であって、特徴波形の各パケットが取得された前記音声信号の連続した数秒を表
    すステップからなる請求項１２に記載の方法。
  14. 【請求項１４】 前記ステップ（Ｅ）がさらに、前記音声信号が前記マイク
    ロホンまたは前記放送受信機から取得された時間を表すタイムマークを各パケッ
    トに適用するステップからなる請求項１３に記載の方法。
  15. 【請求項１５】 さらに、 （Ｅ）前記ステップ（Ｄ）の結果から連続的特徴波形を構成し、前記連続的特
    徴波形をコンピュータに格納するステップからなる請求項１２に記載の方法。
  16. 【請求項１６】 前記ステップ（Ｅ）がさらに、タイムマークを前記連続的
    特徴波形のセグメントに周期的に加えるステップであって、前記各タイムマーク
    が、前記音声信号が前記マイクロホンまたは前記放送受信機から取得された時間
    を表すステップからなる請求項１５に記載の方法。
  17. 【請求項１７】 さらに、 （Ｆ）指定された限度より古いタイムマークを有する前記連続的特徴波形のセ
    グメントを前記コンピュータから周期的に削除するステップからなる請求項１６
    に記載の方法。
  18. 【請求項１８】 携帯型データ収集ユニットと、前記携帯型データ収集ユニ
    ットからダウンロードされる情報を受信するホスト・コンピュータとの間で時間
    を同期する方法であって、 （Ａ）前記携帯型データ収集ユニット内に記録された情報に、前記携帯型デー
    タ収集ユニット内の第１カウンタの出力から得られたタイムマークを付けるステ
    ップと、 （Ｂ）前記タイムマークを付けられた前記情報を前記携帯型データ収集ユニッ
    トから前記ホスト・コンピュータに時間Ｔにおいてダウンロードし、前記ホスト
    ・コンピュータ内に前記時間Ｔにおける前記第１カウンタの出力と前記ホスト・
    コンピュータ内の第２カウンタの出力とを格納するステップと、 （Ｃ）前記時間Ｔにおける前記第１カウンタの前記出力と、前記時間Ｔにおけ
    る前記第２カウンタの前記出力と、前記第１カウンタの周波数と前記第２カウン
    タの周波数との間の周波数差とによりタイムマークを付けられた前記情報中の前
    記タイムマークを調整し、それによってタイムマークを付けられた前記情報中の
    前記タイムマークを前記ホスト・コンピュータ中の前記第２カウンタに同期する
    ステップとからなる方法。
  19. 【請求項１９】 前記第１カウンタの前記周波数と前記第２カウンタの前記
    周波数との間の前記周波数差がゼロである請求項１８に記載の方法。
  20. 【請求項２０】 前記第２カウンタの出力が絶対システム時間に相当する請
    求項１８に記載の方法。
  21. 【請求項２１】 ステップ（Ｂ）とステップ（Ｃ）とが、 （Ｂ）第１時間Ｔ１において前記ホスト・コンピュータによって前記携帯型デ
    ータ収集ユニットに問い合わせを行うステップと、前記ホスト・コンピュータに
    おいて前記第１時間Ｔ１における前記第１カウンタの出力と前記ホスト・コンピ
    ュータ内の第２カウンタの出力とを格納するステップと、前記問い合わせステッ
    プの後、タイムマークを付けられた前記情報を前記携帯型データ収集ユニットか
    ら前記ホスト・コンピュータに第２時間Ｔ２においてダウンロードし、前記ホス
    ト・コンピュータ内に前記第２時間Ｔ２における前記第１カウンタの出力と前記
    ホスト・コンピュータ内の第２カウンタの出力とを格納するステップと、 （Ｃ）前記時間Ｔ１及びＴ２における前記第１カウンタの前記出力と、前記時
    間Ｔ１及びＴ２における前記第２カウンタの前記出力とによりタイムマークを付
    けられた前記情報中の前記タイムマークを調整し、それによってタイムマークを
    付けられた前記情報中の前記タイムマークを前記ホスト・コンピュータ内の前記
    第２カウンタに同期するステップとからなる請求項１８に記載の方法。
  22. 【請求項２２】 前記ステップ（Ｃ）がさらに、 （ｉ）前記第１時間Ｔ１における前記第１カウンタの前記出力を前記第２時間
    Ｔ２における前記第１カウンタの前記出力と比較することによって第１経過時間
    値を決定するステップと、 （ｉｉ）前記第１時間Ｔ１における前記第２カウンタの前記出力を前記第２時
    間Ｔ２における前記第２カウンタの前記出力と比較することによって第２経過時
    間値を決定するステップと、 （ｉｉｉ）前記第１経過時間値と前記第２経過時間値とにより換算係数（Ｓｃ
    ｌ）を決定するステップと、 （ｉｖ）タイムマークを付けられた前記情報中の各タイムマーク（Ｔp）を、
    以下の等式 Ｔc＝（Ｔp＋Ｏｆｆ）＊Ｓｃｌ により前記ホスト・コンピュータ中の前記第２カウンタと同期した時間値（Ｔｃ
    ）に調整するステップであって、 その際Ｏｆｆが前記第１カウンタと前記第２カウンタとの間のオフセットに相
    当するステップとからなる請求項２１に記載の方法。
  23. 【請求項２３】 前記Ｏｆｆが、前記第１時間Ｔ１における前記第２カウン
    タの前記出力と前記第１時間Ｔ１における前記第１カウンタの前記出力との間の
    差に相当する値を有する請求項２２に記載の方法。
  24. 【請求項２４】 携帯型データ収集ユニットと、前記携帯型データ収集ユニ
    ットからダウンロードされる情報を受信するホスト・コンピュータとの間で時間
    を同期する装置であって、前記情報が、前記携帯型データ収集ユニット中の第１
    カウンタの出力から得られるタイムマークと共に前記携帯型データ収集ユニット
    内に記録され、 タイムマークの付けられた前記情報を前記携帯型データ収集ユニットから前記
    ホスト・コンピュータに時間Ｔにおいてダウンロードし、前記ホスト・コンピュ
    ータ内に前記時間Ｔにおける前記第１カウンタの出力と前記ホスト・コンピュー
    タ中の第２カウンタの出力とを格納し、かつ時間Ｔにおける前記第１カウンタの
    前記出力と、時間Ｔにおける前記第２カウンタの前記出力と、前記第１カウンタ
    の周波数と前記第２カウンタの周波数との間の周波数差とによりタイムマークを
    付けられた前記情報中の前記タイムマークを調整し、それによってタイムマーク
    を付けられた前記情報中の前記タイムマークを前記ホスト・コンピュータ中の前
    記第２カウンタに同期するホスト・コンピュータからなる装置。
  25. 【請求項２５】 休眠モードまたは動作モードの何れかで動作する携帯型デ
    ータ収集ユニットであって、 （Ａ）前記携帯型データ収集ユニットの近くにいるユーザにより聴取できる自
    由音場音声信号を受信するマイクロホンと、 （Ｂ）前記携帯型データ収集ユニットを所定の時間間隔で周期的に前記動作モ
    ードに置き、その後制御装置が前記携帯型データ収集ユニットを前記休眠モード
    に置くプロセッサとからなり、 前記プロセッサが前記マイクロホンの出力に結合され、前記携帯型データ収集
    ユニットが前記動作モードにある時、前記マイクロホンの前記出力をしきい値と
    比較し、 前記プロセッサが、前記携帯型データ収集ユニットが前記動作モードにあり前
    記マイクロホンの前記出力が前記しきい値を越える期間中だけ前記自由音場信号
    を表すデータを格納する携帯型データ収集ユニット。
  26. 【請求項２６】 情報を携帯型監視ユニットから中央コンピュータに周期的
    に転送するシステムであって、 （Ａ）ユーザに割り当てられた複数の携帯型監視ユニットであって、各携帯型
    監視ユニットが、前記携帯型監視ユニットによって受信された自由音場音声信号
    を表す情報を記録する複数の携帯型監視ユニットと、 （Ｂ）前記携帯型監視ユニットが前記ユーザの１人によって携帯されていない
    時、前記携帯型監視ユニットを受け入れる各々の複数のドッキング・ステーショ
    ンであって、前記各々のドッキング・ステーションがモデムを含む複数のドッキ
    ング・ステーションと、 （Ｃ）各前記ドッキング・ステーション内の前記モデムに対して呼を発する中
    央情報収集設備であって、前記中央情報収集設備が前記ドッキング・ステーショ
    ンに対して呼を発する時、所定の前記携帯型監視ユニットがドッキング・ステー
    ション内に置かれている場合、前記中央情報収集設備が所定の携帯型監視ユニッ
    ト内に格納されている情報をダウンロードする中央情報収集設備とからなるシス
    テム。
  27. 【請求項２７】 既知の音声源を特徴波形の第１パケットに関連付けるため
    、未知の音声源からの特徴波形の前記第１パケットを既知の音声源からの特徴波
    形の第２パケットと相関させる方法であって、 （Ａ）前記第１及び第２パケットからの特徴を相関させることによって少なく
    とも第１、第２及び第３相関値（ｃｖ1、ｃｖ2、ｃｖ3）を決定するステップで
    あって、前記第１相関値（ｃｖ1）が前記第１及び第２パケットからの第１周波
    数帯に関連する特徴を相関させることによって決定され、前記第２相関値（ｃｖ 2 ）が前記第１及び第２パケットからの第２周波数帯に関連する特徴を相関させ
    ることによって決定され、前記第３相関値（ｃｖ3）が前記第１及び第２パケッ
    トからの第３周波数帯に関連する特徴を相関させることによって決定されるステ
    ップと、 （Ｂ）前記第１周波数帯に関連する前記第２パケットからの前記特徴による第
    １重み付け値と、前記第２周波数帯に関連する前記第２パケットからの前記特徴
    による第２重み付け値と、前記第３周波数帯に関連する前記第第２パケットから
    の前記特徴による第３重み付け値とを計算するステップと、 （Ｃ）前記第１、第２及び第３相関値と前記第１、第２及び第３重み付け値と
    からの前記第１及び第２パケットの間の差を表す重み付きユークリッド距離値（
    Ｄw）を計算するステップと、 （Ｄ）前記重み付きユークリッド距離値（Ｄw）により前記第１周波数パケッ
    トを前記既知の音声源に関連付けるステップとからなる方法。
  28. 【請求項２８】 前記第１重み付け値が前記第１周波数帯に関連する前記第
    ２パケットからの前記特徴の標準偏差（ｓｔｄ1）に対応し、前記第２重み付け
    値が前記第２周波数帯に関連する前記第２パケットからの前記特徴の標準偏差（
    ｓｔｄ2）に対応し、前記第３重み付け値が前記第３周波数帯に関連する前記第
    ２パケットからの前記特徴の標準偏差（ｓｔｄ3）に対応する請求項２７に記載
    の方法。
  29. 【請求項２９】 前記重み付きユークリッド距離値（Ｄw）が、以下の等式
    Ｄｗ＝［（（ｓｔｄ1）＊（１−ｃｖ1））2＋（（ｓｔｄ2）＊（１−ｃｖ2））2 ＋（（ｓｔｄ3）＊（１−ｃｖ3））2］1/2／［（ｓｔｄ1）2＋（ｓｔｄ2）2＋（
    ｓｔｄ3）2］1/2 により決定される請求項２８に記載の方法。
  30. 【請求項３０】 前記ステップ（Ｄ）が、 （Ｄ）前記重み付きユークリッド距離値（Ｄw）がしきい値より小さい場合、
    前記第１周波数パケットを前記既知の音声源に関連付けるステップからなる請求
    項２７に記載の方法。
  31. 【請求項３１】 既知の音声源を未知の音声源からの特徴波形のパケットに
    関連付けるため前記未知の音声源からの特徴波形の前記パケットを前記既知の音
    声源からの特徴波形のパケットに相関させる方法であって、 （Ａ）第１及び第２特徴パケットからの特徴を相関させることによって少なく
    とも第１、第２及び第３相関値を決定するステップであって、前記第１相関値が
    前記第１及び第２パケットからの第１周波数帯に関連する特徴を相関させること
    によって決定され、前記第２相関値が前記第１及び第２パケットからの第２周波
    数帯に関連する特徴を相関させることによって決定され、前記第３相関値が前記
    第１及び第２パケットからの第３周波数帯に関連する特徴を相関させるステップ
    と、 （Ｂ）前記第１、第２及び第３相関値からの前記第１及び第２パケットの間の
    差を表すユークリッド距離値（Ｄ（ｎ−１））を計算するステップと、 （Ｃ）第３及び第４パケットからの特徴を相関させることによって少なくとも
    第４、第５及び第６相関値を決定するステップであって、前記第４相関値が前記
    第３及び第４パケットからの前記第１周波数帯に関連する特徴を相関させること
    によって決定され、前記第５相関値が前記第３及び第４パケットからの前記第２
    周波数帯に関連する特徴を相関させることによって決定され、前記第６相関値が
    前記第３及び第４パケットからの前記第３周波数帯に関連する特徴を相関させる
    ことによって決定されるステップと、 （Ｄ）前記第４、第５、及び第６相関値からの前記第３及び第４パケットの間
    の差を表すユークリッド距離値（Ｄ（ｎ））を計算するステップと、 （Ｅ）前記ユークリッド距離値（Ｄ（ｎ−１））を使用して前記ユークリッド
    距離値（Ｄ（ｎ））を更新するステップと、 （Ｆ）更新された前記ユークリッド距離値（Ｄ（ｎ））により前記第３パケッ
    トを前記既知の音声源に関連付けるステップとからなる方法。
  32. 【請求項３２】 前記第２及び第４パケットが前記既知の音声源から放送さ
    れた信号を表し演繹的に既知である請求項３１に記載の方法。
  33. 【請求項３３】 前記第３パケットが特徴波形の一連のパケット中の前記第
    １パケットの直後に配置される請求項３２に記載の方法。
  34. 【請求項３４】 前記第４パケットが特徴波形の一連のパケット中の前記第
    ２パケットの直後に配置される請求項３３に記載の方法。
  35. 【請求項３５】 更新された前記ユークリッド距離値（Ｄ（ｎ））が以下の
    等式 Ｄ（ｎ）＝ｋ＊ Ｄ（ｎ−１）＋（１−ｋ）＊Ｄ（ｎ） により前記ステップ（Ｅ）において決定され、その際ｋが１より小さい係数であ
    る請求項３４に記載の方法。
  36. 【請求項３６】 前記ステップ（Ｆ）が、 （Ｆ）更新された前記ユークリッド距離値（Ｄ（ｎ））がしきい値より小さい
    場合、前記第３周波数パケットを前記既知の音声源に関連付けるステップを含む
    請求項３１に記載の方法。
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