JP2007143202A - 電気通信装置の客観的音声品質測定の方法および装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】試験される電気通信装置(1)の入力に供給される音声に似た合成信号を発生する信号発生器(7)を有する電気通信試験装置。電気通信装置(1)の歪んだ出力が分析手段(8)に供給され、それは、スベクトルマスキングと時間的マスキング現象の両者を考慮して、電気通信装置(1)からの歪みのない試験信号と歪んだ信号の双方を受け、双方の信号によって発生させた人間の聴覚システムの励起の評価を導く。2つの励起間の差が次ぎに計算され、電気通信システムにより導入された歪みに対する人間の主観的反応について高程度の正確性を示すことが分かった、差のラウドネスの評価が導かれる。
【選択図】 図2
Description
第1図を参照して、電気通信装置1は入力端子2および出力端子3を具備する。試験装置4は試験において電気通信装置の入力端子2と結合するための出力端子5、および試験において電気通信装置の出力端子3と結合するための入力端子6を具備する。
音声信号の発生
その最も簡単な形態は、人工的音声発生器が、単に再生可能な音声信号から記録されたディジタルデータを有するデジタル記録器71(例えば、ハードディスクまたはディジタルオーディオテープ)を具備する事であろう。記録されたデータは個々にディジタル化された音声サンプルであり、これらは連続して記録器71から出力端子5に結合された信号再変換手段72(例えば、デジタル−アナログ変換器(DAC))に供給される。記録器71に蓄積されたサンプルデータは1またはそれ以上の長さが数秒間継続する(例えば、およそ10秒程度)音声発生を含む。
試験において電気通信装置1から出る信号は入力端子2に供給される試験信号とは相違する。第1に、信号の時不変性線形歪みがあり、その結果全体にわたって振幅の変化をもたらし、そしてそのスペクトル形状を変化させるように信号を濾波する。第2に、信号に一定のノイズ源(熱雑音のような)および不連続ノイズ源(ノイズバースト、ダイヤルノイズ、干渉性スパイク、回線の交差のような)を含む種々のノイズ源からノイズが追加されるであろう。第3に、コーデックのような非線形素子およびエコーキャンセラおよび閾値回路のような時変素子に起因する信号の非線形性および時変歪みが存在するであろう。
本願発明に係る分析は、現在解明されているような人間の耳の反応に類似するような、試験信号の歪みに依存する許容信号出力を提供することを目的とする。
y=56.5*10^(−0.01x)
(ここで、yはレベルを意昧し、xは時間を表す)により決定される固定された指数関数的に重み付けされた減衰を適用することで十分であることが分かった。これは実際に生ずる最大減衰(200ミリ秒の間隔に相当する)と最小減衰(5ミリ秒の間隔に相当する)の間で低下する。
ErrLoudt 時間tでのエラーラウドネス(+veおよび−ve部分は分離して計算される)
n 200Hzから4kHzの1/3オクターブ帯域のn番目
ERn dBによるエラー振幅
Wsn n番目の周波数のSLR重み付けであり200Hzから4kHz間にわたるエラーの狭い帯域モデルに対するものであり、ここでP79勧告から導かれる重み付け係数は図9に示される。
実施例2において、分析ユニット8は実施例1におけるものと同じか同様のものである。しかしながら、試験信号発生ユニット7はP50試験信号を使用せず、その代わり人工的で音声に似た試験信号の異なったタイプを発生する。
本発明の実施例3において試験信号発生器7は実施例1および2と同じ方法で動作する。しかしながら、分析ユニット8の動作はステップ102から110において相違する。
ここでc(i,j)は分析されたエラー面区域の第i時間セグメントおよび第jピッチ帯域におけるエラー評価値である。
この実施例において、実施例1あるいは実施例2のいずれかに従って音声信号を発生することが可能である。しかしながら、分析ユニット8は上記マスキングの計算を実行するよりもむしろ、例えば“基底膜のディジタルフィルターシュミレーション“、電算機の音声および言語、No.3 1989,Ambikairajh,Black,及びLinggard(参照により総てここに組み込まれている)に記載されているように直接に人間の耳をシュミレートする。かかるモデルはADC 81から入力として信号を受けとり、電気通信装置1からの歪んだ信号についての人間の聴取り構造部分に関する効果に相当する各時間セグメントについての連続する出力を発生する。モデルの出力は次に、信号における歪みの知覚の重要性を示す信号を供給するための実際の聞き手の反応を有する経験的に導かれた相互関係に基づく、適切な工程および判断論理(例えば、ニューラルネットワークまたはファジー論理制御器)により結合される。
図12から16を参照すると、発明の実施例1および実施例2による図8aの試験信号の電気通信装置の歪みの種々の型の表現がここに描かれている。
本発明の動作原理を変更することなしに、前に記載した実施例の多くの変形が成され得ることが前述より明白であろう。例えば、もし電気通信装置がディジタル入力を受信するために設置された場合、DAC 71を不要にすることができる。出力端子5からの信号は電気通信装置の入力端子2にディジタル形式で供給され、同様にADC 81も不要とされるかもしれない。代替案として、出力端子5に電気−機械変換器を準備することができ、信号は音声の信号として供給される。後者の場合に関し、双方とも基準としてここに組み込まれる、人口の耳および人工の口に関するCCITT P.51勧告、Volume 5,Rec P.51,Melbourne 1988,および先行する英国特許出願GB2218299(8730346)で論述されているように、試験信号は人工の口を経由して供給することができる。同様に、歪んだ音声信号は、基準としてここに組み込まれる上記CCITT勧告および我々の先行する英国特許出願GB2218300(8730347)において論述されているような、人工の耳の聴覚構造を経山して受信することができる。これはステップ101において必要とするフィルターを減少させるであろう。
y=58.4039*10∧(−0.0059x)
y=55.5955*10∧(−0.0163x)
によって決定することできる。
Claims (10)
- 試験信号を供給する手段と、試験される装置により歪みを受けた前記試験信号に対応する歪んだ信号を受信し、そして典型的な人間の聴者が知覚し得るであろう前記信号の歪みの程度を示す歪み知覚評価値を生成するように前記歪んだ信号を分析する分析手段とを含む、音声信号を処理する装置を試験する試験装置であって、
前記分析手段は、
前記歪んだ信号から周波数により変化する帯域幅を有する複数の帯域制限された時間域区分信号を生成するフィルター手段と、そして、
それぞれのかかる区分信号に関し、各振幅値が前記信号のそれぞれの時間部分に関連する複数の平均信号振幅値を生成する手段とを含む
ことを特徴とする試験装置。 - 区分信号の帯域幅は、それらが典型的な聴者によって知覚されるのと等しいマスキングの程度を生成するように選択されることを特徴とする請求項1記載の試験装置。
- さらに、各帯域制限された時間域区分信号の複数の連続する時間部分のそれぞれに関し、前記歪んだ信号と対応して計算された試験信号成分間の差を形成することにより前記歪んだ信号の時間的マスキングを計算する手段と、前記区分信号の複数の前記時間部分にわたって前記差を評価することにより人間の聴者が知覚し得るであろう前記信号の歪みの程度を示す歪み知覚評価値(EA)を生成する手段を含むことを特徴とする請求項1または請求項2記載の試験装置。
- スペクトル区分帯域はピッチにほぼ等しい間隔であり、そして歪み知覚評価手段が前記時間部分およびスペクトル区分にわたって前記差の統計的分布の評価値(EE)を生成することを特徴とする請求項3記載の試験装置。
- 各部分により示される時間間隔はより高い周波数区分信号よりもより低い周波数区分信号に関するほうが長いことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項記載の試験装置。
- 音声信号処理装置に試験信号を供給するステップと、
前記音声信号処理装置により歪んだ試験信号を分析するステップと、
典型的な人間の聴者が知覚し得るであろう前記信号の歪みの程度を決定するステップと、
前記決定された程度を示す歪み知覚評価値を生成するステップとを有する音声信号処理装置を試験する方法であって、
前記試験信号は人間の音声に類似するスペクトルを有し、そして
前記分析するステップは
前記歪んだ試験信号をフィルタリングし、周波数に関して変化する帯域幅を有する複数の帯域制限された時間域区分信号を生成するステップを含み、そして、
各帯域制限された時間域区分信号について、各かかる区分信号に関する複数の平均信号振幅値を生成するステップを含み、各振幅値は前記信号のそれぞれの時間部分に関係することを特徴とする試験方法。 - それらが典型的な聴者によって知覚されるのと等しいマスキングの程度を生成するように複数の帯域制限された区分を選択することにより、前記試験信号が典型的な人間の聴者に知覚され得るであろう程度を分析するステップと、
前記試験信号の知覚と歪んだ信号の知覚間の差の評価値を導くステップと、そして
前記差に従って前記歪み知覚評価値(EA)を導くステップ
を含むことを特徴とする請求項6記載の試験方法。 - 各区分信号の前記時間部分の各々に関し、前記歪んだ信号の時間マスキングを計算し、前記歪んだ信号と前記試験信号の対応する部分および区分間の差を形成するステップと、
前記時間部分および前記区分信号にわたって前記差の評価値(EA)を導くステップ
を含むことを特徴とする請求項6または請求項7記載の試験方法。 - 前記帯域制限された区分信号はピッチにほぼ等しい間隔で配され、歪み知覚評価手段が前記時間部分および区分信号にわたって前記差の統計的分布の評価値(EE)を生成することを特徴とする請求項8記載の試験方法。
- 所定の時間間隔で区分信号レベルを示す連続する値の時間シーケンスを生成するステップを含み、前記時間間隔はより低周波区分信号に関する方がより高周波区分信号に関するものよりも長いことを特徴とする請求項6乃至9のいずれか1項記載の試験方法。
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