JP4024225B2 - 信号の品質決定装置およびその方法 - Google Patents

Description

本発明は参照信号に関し信号処理回路によって発生される出力信号の品質を決定するための装置に関するものである。

このような装置は出力信号を受ける第１入力をもつ第１直列回路と、参照信号を受ける第２入力をもつ第２直列回路と、第１直列回路の第１出力と第２直列回路の第２出力に結合され、品質信号を発生するための結合回路とを有し、
該第１直列回路は
第１直列回路の第１入力に結合され、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（手段）と、
該第１信号処理配列に結合され、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圧縮配列を有し、
該第２直列回路は
第２入力に結合し、第２圧縮信号パラメータを発生するための第２圧縮配列を有し、
該結合回路は
２つの圧縮配列に結合し、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と、
該微分配列に結合し、時間と周波数に関し微分信号を積分することにより品質信号を発生するための積分配列を有している。

このような装置は、以下の非特許文献１の図７に開示されている。そこに開示されている装置は、参照信号に関し、たとえばコーダー／デコーダーのような信号処理回路によって発生される出力信号の品質を決める。この参照信号は、たとえば信号処理回路に現れる入力信号であるが、また、参照信号として出力信号の予め計算された理想的なものも含むことができる。第１信号パラメータは出力信号に反応し、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。この結合において、第１信号パラメータの中間操作処理は決して除かれるべきでない。第２信号パラメータは参照信号に反応して、第２圧縮配列によって圧縮される。この結合においてもまた、第２信号パラメータのさらなる操作処理は決して除かれるべきでない。双方の圧縮信号パラメータについて、微分信号が微分配列によって決定された後、この微分信号を積分配列によって時間と周波数に関し積分することにより品質信号が発生する。

しかしながらこのような装置は、とりわけ、該装置によって評価される客観的な品質信号と人間によって知覚・評価される主観的な品質信号とが相関に乏しいという欠点をもっている。
米国特許第４８６０３６０号明細書 ＥＰ０６２７７２７ ＥＰ０４１７７３９ ＤＥ３７０８００２ ＮＬ９５００５１２（オランダ優先権出願） ジョンＧ．ベーレンズ・ヤンＡ．シュテメルディンク「精神音響的音表現に基づく知覚オーディオ品質測定」音響工学学会誌、４０巻１２号、１９９２年１２月、９６３〜９７８頁 同上「音楽コーディング品質測定における知覚面のモデリング」１９９４年２月２６日〜３月１日、アムステルダムで開催の第９６回会議での講演

本発明の目的は、とりわけ、上記のような装置によって評価される客観的な品質信号と人間によって知覚・評価される主観的な品質信号とが良好な相関を有している装置を提供することにある。

このため、本発明の装置は、第１直列回路と第２直列回路の間に評価回路を有し、該評価回路が周波数に関し第１・第２直列回路信号を積分するためのさらなる積分配列、および該さらなる積分配列につながれ、２つの積分された直列回路信号を比較し、該比較に対応して少なくとも１つの直列回路信号を評価するための比較配列を有することを特徴とする。

該装置に評価回路を付与した結果、２つの直列回路信号は周波数に関して積分され、比較された後、少なくとも１つの直列回路信号がその比較に応じて評価される。この評価は、一方の直列回路信号の振幅を他方に対して増幅または減衰させることを意味している。あるいは、２つの直列回路信号を互いに増幅または減衰させた後、比較配列から振幅増幅器／減衰器が少なくとも１つの直列回路で制御されることを意味している。このさらなる評価のため、上記客観的な品質信号と主観的な品質信号との間に良い相関が得られる。

本発明はとりわけ、上記従来の技術による装置の客観的な品質信号と主観的な品質信号との間の相関の乏しさは、ある歪みが他の歪みよりも人間によってより客観的であり得ると言うことが見出されるという事実の結果だ、という洞察に基づいている。この乏しい相関は、２つの圧縮配列を用いることによって改善される。本発明はさらに２つの圧縮配列が評価回路を使うことの結果、よりよく機能し、このことが相関をさらに改善するという洞察に基づいている。

相関の乏しさという問題は、評価回路を使う結果、２つの圧縮配列の改善された機能によって解決される。

本発明の装置の第１実施例は解明回路を有し、該解明回路がさらなる第１・第２直列回路信号を比較するためのさらなる比較配列、および差分配列と積分配列の間に設けられ、さらなる比較配列につながれ、比較に対応して差分信号を調整するための調整配列を有することを特徴とする。

本発明に係る当該装置にこの解明回路を付与する結果、差分信号がさらなる第１・第２直列回路信号の関数として調整され、そのことにより積分配列がよりよく機能する。その結果、相関は一層改善される。

好ましくは、さらなる比較配列は評価回路に一致し、評価回路は調整配列に供給するための評価度合を表す評価信号を発生しなければならない。この調整配列は、たとえば乗算配列の形で、差分配列と積分配列の間に置かれる。この場合、非常によい相関が得られる。
本発明に於ける当該解明回路は、例えば、当該結合回路６の少なくとも一部であり、当該調整配列としては、例えば評価ユニット５７であっても良い。

調整配列は非特許文献２に開示されている。しかし、該文献は、評価回路によるさらなる比較配列の提供を開示していない。

本発明の装置の第２実施例は、差分配列は差分信号の振幅を減ずるためのさらなる調整配列を有していることを特徴とする。

差分配列にさらなる調整配列を付与することにより、差分信号の振幅は減じられるので、積分配列は一層よく機能する。その結果、すでによい相関がさらに改善される。

好ましくは、差分信号の振幅は直列回路信号の関数として減じられ、それにより積分配列は一層よく機能する。その結果、すでに非常によい相関がより一層改善される。

さらなる調整配列の使用は、評価回路の使用およびそれとつながった解明回路の使用とは全く別と見られ得ることに注意しなければならない。

たとえ、公知の装置が単に上記さらなる調整配列のみを付与されたとしても、乏しい相関は少しも改善されない。

本発明の装置の第３実施例は、第２直列回路がさらに、第２入力に結合され、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させるための第２信号処理配列を有し、第２圧縮配列が第２信号パラメータを圧縮するため第２信号処理配列に結合しているという特徴をもっている。

第２直列回路がさらに第２信号処理配列を有しているなら、第２信号パラメータは時間および周波数双方の関数として発生される。この場合、たとえばコーダー／デコーダーのような信号処理回路に現れる入力信号は参照信号として用いられる。一方、第２信号処理配列が使われないときには、出力信号の予め計算された理想的なものが参照信号として使われる。

本発明の装置の第４実施例は、信号処理配列が、時間領域において、信号処理配列の入力に送られる信号をウインドー関数によって積算するための積算配列と、該積算配列に結合され、積算配列からくる信号を周波数領域に変換させるための変換配列とを有し、該変換配列が、絶対値を決定した後、信号パラメータを時間および周波数の関数として発生させるという特徴をもっている。

ここで、信号パラメータが、積算配列および変換配列を使うことの結果、第１・第２信号処理配列によって時間および周波数の関数として発生する。

本発明の装置の第５実施例は、信号処理配列が信号処理配列の入力に供給される信号をフィルターに通すためのサブバントフィルター配列を有し、該サブバントフィルター配列が、ある絶対値を決めた後、時間および周波数の関数として信号パラメータを発生するという特徴をもっている。

この接続において、サブバントフィルター配列を使うことの結果、第１・第２信号処理配列によって時間および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６実施例は、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で表される信号パラメータを、時間スペクトルとバーク（Ｂａｒｋ）スペクトルで表される信号パラメータに変換するための変換配列を有しているという特徴をもっている。

ここで、この変換配列を使うことにより、第１・第２信号処理配列によって発生され時間スペクトルと周波数スペクトルで表される信号パラメータが、時間スペクトルとバークスペクトルで表される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、信号処理回路で発生される出力信号の品質を決定するための方法に関するものである。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、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差分信号を決定し、時間と周波数に関し差分信号を積分することにより品質信号を発生する過程からなる。

本発明の方法は、さらに周波数に関し、出力信号に応答して発生する第１信号と、参照信号に応答して発生する第２信号を積分し、この積分された第１・第２信号を比較し、およびこの比較に対応して第１・第２信号の少なくとも１つを評価する過程を有することを特徴とする。

本発明の方法の第１実施例は、出力信号に応答して発生するさらなる第１信号と、参照信号に応答して発生するさらなる第２信号とを比較し、およびこの比較に対応して差分信号を調整する過程を有することを特徴とする。

本発明の方法の第２実施例は、差分信号の振幅を減ずる過程を有することを特徴とする。

本発明の方法の第３実施例は、参照信号に応じて第２圧縮信号パラメータを発生する過程が、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信号パラメータを圧縮するという２つの過程からなることを特徴とする。

本発明の方法の第４実施例は、出力信号に応じて第１信号パラメータを発生する過程が、出力信号に応じてウインドー機能により発生する第１信号を時間領域で積算し、積算される第１信号を周波数領域に変換して、絶対値の決定後、時間と周波数の関数としての信号パラメータにする２つの過程からなることを特徴とする。

本発明の方法の第５実施例は、出力信号に応じて第１信号パラメータを発生する過程が、第１信号をフィルターに通し、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という過程からなることを特徴とする。

本発明の方法の第６実施例は、出力信号に応じて第１信号パラメータを発生する過程で、また、時間スペクトルと周波数スペクトルで表される信号パラメータを時間スペクトルとバークスペクトルで表される信号パラメータに変換する過程からなることを特徴とする。

本発明は、上記のように構成したので、評価される客観的な品質信号と人間によって知覚・評価される主観的な品質信号とが良好な相関を有している装置を実現することを可能にした。

図１に示す本発明による装置は、たとえばコーダー／デコーダー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を有している。第１信号処理配列１の第１出力はカプリング９を経て評価回路３の第１入力につながっている。本発明の装置はさらに、たとえばコーダー／デコーダーのような信号処理回路に送ら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。その第２出力はカプリング１０を経て評価回路３の第２入力につながっている。評価回路３の第１出力はカプリング１１を経て第１圧縮配列４の第１入力につながり、第２出力はカプリング１２を経て第２圧縮配列５の第２入力につながっている。第１圧縮配列４の第１出力はカプリング１３を経て結合回路６の第１入力につながり、第２圧縮配列５の第２出力はカプリング１６を経て結合回路６の第２入力につながっている。評価回路３の第３出力はカプリング１４を経て結合回路６の第３入力につながり、第２圧縮配列５の第２出力またはカプリング１６はカプリング１５を経て結合回路６の第４入力につながっている。結合回路６は品質信号を発生するための出力１７を有している。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の公知の第１（又は第２；以下同じ）信号処理配列１（２）は、第１（２）信号処理配列１（２）の第１入力７（第２入力８）に送られ、ウインドー関数によってコーダー／デコーダーのような信号処理回路からくる出力（入力）信号を時間領域で乗算するための第１（２）乗算配列２０、この第１（２）乗算配列２０に接続され、そこからくる信号を周波数領域に転換するための第１（２）転換配列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）転換配列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、該第１（２）絶対値配列２２からくる時間スペクトルと周波数スペクトルで表された第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で表された第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で表された第１（２）信号パラメータの場合、聴き取り機能に於ける伝達特性を示す第１（２）割引配列２４からなり、該信号パラメータはカプリング９（１０）を経て送られる。

図３の公知の第１（２）圧縮配列４（５）は、カプリング１１（１２）を経て第１（２）加算器３０の第１（２）入力に送られる信号パラメータを受ける。その第１（２）出力はカプリング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）非線形畳み込み配列３６につながれ、該畳み込み配列３６はさらに、カプリング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につながれている。第１（２）乗算器３２はカプリング３３を介して供給信号を受けるための第１（２）入力と、第１（２）遅延配列３４の第１（２）入力につながれている第１（２）出力を有している。遅延配列３４の第１（２）出力はカプリング３５を介して第１（２）加算器３０の別の第１（２）入力につながっている。

図４の評価回路３は積分配列４０を有し、その第１入力は評価回路３の第１入力につながれ、第１直列回路信号（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）を受けるためカプリング９につながれ、第２入力は評価回路３の第２入力につながれ、第２直列回路信号（時間スペクトルとバークスペクトルで表された第２信号パラメータ）を受けるためカプリング１０につながれている。積分配列４０の第１出力は比較配列４１の第１入力につながれ、第２出力は比較配列４１の第２入力につながれている。評価回路３の第１入力は第１出力につながれ、カプリング９がカプリング１１につながっている。評価回路３の第２入力は評価ユニット４２の第１入力につながれ、第２出力が更なる評価ユニット４２の出力につながれ、カプリング１０が更なる評価ユニット４２を経てカプリング１２につながっている。比較配列４１の出力は更なる評価ユニット４２の制御入力につながっている。カプリング９と１１は比決定配列４３の第１入力につながり、更なる評価ユニット４２の出力とカプリング１２は比決定配列４３の第２入力につながり、比決定配列４３の出力は評価回路３の第３出力からカプリング１４につながり、評価信号を発生する。

図５の結合回路６は、比較配列５０を有し、その第１入力はカプリング１３を経て結合回路６の第１入力につながれ、第２入力はカプリング１６を経て結合回路６の第２入力につながっている。結合回路６の第１入力はさらにカプリング５５を経て差分配列５４・５６の第１入力につながっている。比較配列５０の出力はカプリング５１を経て評価配列５２の制御入力につながれ、評価配列５２の入力はカプリング１６を経て結合回路６の第２入力につながれ、出力はカプリング５３を経て差分配列５４・５６の第２入力につながれている。差分配列５４・５６の第３入力はカプリング１５を経て結合回路６の第４入力につながれている。

差分配列５４・５６は差分信号を発生するための差分器５４と、差分信号の絶対値を決定するための絶対値配列５６とからなり、その出力は、調整回路の一つである評価ユニット５７の入力につながっている。評価ユニット５７の制御入力はカプリング１４を経て結合回路６の第３入力につながっている。その出力は積分配列５８・５９の入力につながっている。積分配列５８・５９は積分器５８と時間平均配列５９の直列配列からなり、その出力は結合回路６の出力１７につながって、品質信号を発生する。

コーダー／デコーダーのような信号処理回路によって発生される出力信号の品質を決定するための公知の装置の操作は、次の通りで、非特許文献１に開示されている。

コーダー／デコーダー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がその出力信号を時間スペクトルとバークスペクトルで表わされる第１信号パラメーターに変換する。この変換が第１乗算配列２０で生じた後、時間スペクトラムで表された信号が第１転換配列２１によって周波数領域に転換される。その後、この信号の絶対値が第１絶対値配列２２によって決定され、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第１変換配列２３によって時間スペクトルとバークスペクトルで表される信号パラメータに変換される。次にこの信号パラメータは第１割引配列２４によってヒアリング関数を調整され、あるいはバークスペクトルによって表される特性によって乗算されることによりフィルターをかけられる。こうして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によって生じ、信号パラメータは供給信号によって乗算される。その後、信号パラメータは時間遅れを伴って加算され、第１非線形畳み込み配列３６によって畳み込みが行われる。次に、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。

同様にして入力信号が入力８に供給された後、第２信号処理配列２が入力信号を第２信号パラメータに変換する。次に、第２信号パラメータは第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、カプリング１３・１６を経て結合回路６に供給される。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、互いに比較された後、評価信号を出される。この評価信号は評価配列５２に送られ、第２圧縮信号パラメータが評価される（すなわち、評価信号の関数として増大または減少させる）。明らかに、評価配列５２はまた、第１圧縮信号パラメータの評価にも使われ得る。差分信号が差分器５４によって引き出され、その絶対値が絶対値配列５６によって決定される。信号は次に積分器５８によってスペクトルに関して積分され、時間平均配列５９によって時間スペクトルに関して積分され、出力１７から品質評価信号として出される。

出力信号の品質の評価を決定するための本発明の装置の操作は、評価回路３で形成され、カプリング１０・１２が評価ユニットを経てつながれ、本発明の装置はさらに結合回路６によって形成されている。第１直列回路信号は積分配列４０の第１入力に供給され、第２直列回路信号は積分配列４０の第２入力に供給される。積分配列４０はこれら２つの直列回路信号を周波数に関して積分する。その後、積分された第１直列回路信号は積分配列４０の第１出力を経て比較配列４１の第１入力に供給され、積分された第２直列回路信号は積分配列４０の第２出力を経て比較配列４１の第２入力に供給される。比較配列４１はこれら２つの積分された直列回路信号を比較し、当該比較結果に基づいて、更なる評価ユニット４２の制御入力に供給される制御信号を出す。

更なる評価ユニット４２は第２直列回路信号を、比較配列４１から出力される制御信号に基づいて制御信号の関数として評価する（即ち、当該第２直列回路信号振幅を増加或は減少させる）。こうして評価された第２直列回路信号は、更なる評価ユニット４２の出力を経て評価回路３の第２出力に出される。一方、評価回路３の第１入力は直接、第１出力につながっている。ここで、第１・第２直列回路信号はそれぞれ、第１・第２圧縮配列４・５に送られる。

この評価の結果、客観的品質信号と主観的品質信号との間に、よい相関が得られる。本発明は、上記相関の乏しさはある歪みが人間によって他の歪みよりも客観的に思い出されるという事実の結果であるという洞察に基づいている。この相関の乏しさは２つの圧縮配列を用いることで改善される。

本発明はさらに、評価回路３を使う結果、２つの圧縮配列４・５が互いによりよく機能し、上記相関をよりよく改善するという洞察に基づいている。乏しい相関の問題は、このように評価回路３を使うことにより２つの圧縮配列４・５を互いによりよく機能させることで解決される。

カプリング９・１１が比決定配列４３の第１入力につながれている結果、比決定配列４３は第１・第２直列回路信号の相互比を評価し、評価信号を出すことができる。この評価信号は評価回路３の第３出力とカプリング１４を経て、結合回路６の第３入力に送られる。次に評価ユニット５７に送られ、評価ユニット５７は差分配列５４・５６からくる差分信号の絶対値を評価信号の関数として評価する。その結果、第１・第２直列回路信号間の差異が割り引かれ、積分配列５８・５９がよりよく機能するため、すでに改善されている相関がより一層改善される。

また、差分器５４（あるいは絶対値配列５６）が図示されていないが、差分信号の振幅をいくらか減じる調整配列、例えば評価ユニット５７を有するなら、この場合にも相関は改善される。差分信号の振幅は直列回路信号の関数として減じられることが好ましい。この例の場合、第２圧縮配列５からくる評価・圧縮済みの第２信号パラメータの関数として、減じられる。その結果、積分配列５８・５９が一層よりよく機能する。従って、すでに非常によい相関がより一層改善される。

図２の第１信号処理配列１の各コンポーネントは前記したように、当業者に分かるように非特許文献１に開示されている。コーダー／デコーダーのような信号処理回路からくるデジタル出力信号は、たとえば時間スペクトルで表されるｃｏｓ²関数のようなウインドー関数によって第１乗算配列２０で積算され、この時間スペクトルで表される信号が次にたとえばフーリエ変換によって転換配列２１で周波数領域に転換され、その後第１絶対値配列２２によって、たとえば平方化されて信号の絶対値が決定される。最後に、時間／周波数ユニット当たりのパワー密度関数が得られる。該信号を得る交互的な方法は、デジタル出力信号をフィルターに通すためのサブバントフィルター配列を使うことで、該フィルター配列は、絶対値の決定後、時間／周波数ユニット当たりの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する。第１変換配列２３は、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することにより、時間／周波数ユニット当たりのパワー密度関数を時間／バークユニット当たりのパワー密度関数に変換する。この変換は非特許文献１の付録Ａに理解できるように開示されている。第１割引配列２４はヒアリング関数についての調整を行うため、たとえばバークスペクトルで表される特性によって、時間／バークユニット当たりのパワー密度関数を積算する。

図３の第１圧縮配列４の各コンポーネントは、前記したように、当業者に分かるように非特許文献１に開示されている。調整されたパワー密度関数は、乗算器３２によって、たとえばｅｘｐ｛−Ｔ／τ（Ｚ）｝のような指数関数減少信号によって乗算される。ここでＴはウインドー関数の長さの５０％に等しく、ある時間インタバルの半分を表している。この時間インタバルの後、第１乗算配列２０は常に、時間スペクトルで表されたウインドー関数で出力信号を乗算する（たとえば、４０ｍｓｅｃの５０％は２ｍｓｅｃ）。また、τ（Ｚ）はバークスペクトルで表される特性関数で、非特許文献１の図６に詳細に示されている。第１遅延配列３４はその乗算の結果を遅延時間Ｔ（ある時間インタバルの半分）だけ遅らせる。第１非線形畳み込み配列３６は拡張関数に供給された信号の畳み込みを行う。拡張関数は非特許文献１の付録Ｂに理解できるように開示されている。第１圧縮ユニット３７は、時間／バークユニット当たりのパワー密度関数の形で供給される信号を圧縮する。この関数で、０＜α＜１のパワーαに対し、時間／バーク・ユニット当たりに表されるパワー密度関数を上げさせる。

図４の評価回路３の各コンポーネントは当業者には公知の方法で形成され得る。積分配列４０はたとえばバークスペクトルで供給される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つの積分信号を互いに除算し、その除算または逆除算結果を制御信号として更なる評価ユニット４２に送る。更なる評価ユニット４２はたとえば乗算器または除算器の形で、２つの直列回路信号を等しい大きさ近づけるため、乗算または除算する。比決定配列４３は第１・第２直列回路信号を除算して評価信号を出す。

図５の結合回路６の各コンポーネントは前記したように、非特許文献１に当業者に公知の方法で開示されている。比較配列５０はたとえば、２つの別個の積分器からなり、除算または逆除算結果を評価信号として評価配列５２に送る。評価配列５２はたとえば、乗算器または除算器の形で各直列回路信号を掛け又は割り、２つの直列回路信号を等しい大きさに近づける様にする。このすべてが非特許文献１の付録Ｆに開示されている。差分器５４は２つの互いに評価済みの直列回路信号の間の差異を決定する。本発明によれば、その差が負であれば、予め決められた値だけその差が増加され、その差が正であれば、予め決められた値だけその差が減じられる。たとえばその差が値ゼロより小さいか大きいかを検知して、予め決められた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、次にその絶対値から予め決められた値を引いてもよい。
本具体例に於ける当該予め決められた値は、周波数の関するとして当該。比決定配列４３から出力される制御信号により与えられるものであり、各周波数毎に相互に異なった値を示すものである。
この場合、絶対値配列５６は減算回路を有していなければならない。さらに、同様にして、一定値の代わりに、あるいは一定値とともに直列回路信号の差から割り引くこともできる。積分器５８は評価ユニット５７からくる信号をバークスペクトルに関し積分し、時間平均配列５９は時間スペクトルに関し信号を積分する。その結果、信号処理回路の品質を示す値がより小さいか、より大きいかを示す値をもつ品質信号が得られる。本発明に於いては、例えば、その数値が小さい程、当該信号処理回路から出力される情報の品質が高い事を示す様にしても良い。

すでに前記したように、客観的品質信号と主観的品質信号の間の相関は次の４つの方法で改善される。
（１）比決定配列４３と評価ユニット５７を使うことなく、評価回路３を使うこと、
（２）比決定配列４３と評価ユニット５７を使いながら、評価回路３を使うこと、
（３）オリジナルに決められる差(信号５５と信号５３との差分値)から差引かれるべきある一定値を持った信号（第４の端子１５に入力される信号）を受けるための第３入力を有する差分配列５４・５６を使うこと、及び
（４）オリジナルに決められる差(信号５５と信号５３との差分値)から差引かれるべきある一定値を持った信号（第４の端子１５に入力される信号）で、前記直列回路信号から発生される更なる信号を受けるための第３入力を有する差分配列５４・５６を使うことである。
尚、最良の相関はすべての可能性を同時に使うことである。

「信号処理回路」という用語に対し、最も広い意味が留保されなければならない。すなわち、たとえばあらゆる種類のオーディオやビデオ装置が考慮され得る。また、コーダー／デコーダーも可能である。この場合、入力信号は出力信号の品質が決定されることに関する参照信号である。信号処理回路はまた、イコライザーでもあり得る。この場合、出力信号の品質は、すでに存在する仮想理想のイコライザーに基づいて計算されるか、あるいは簡単に計算される参照信号に関し決定される。さらにまた、スピーカーでもあり得る。この場合、平滑な出力信号が参照信号として使われ、それに関し音響出力信号の品質が決定される。さらにまた、スピーカー／コンピューターモデルでもあり得る。この場合、低音量出力信号が参照信号として使われ、高音量出力信号は信号処理回路の出力信号として使われる。

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得るという事実の結果、省かれてもよい。

図１は公知の信号処理配列、公知の圧縮配列、本発明による評価回路および本発明による結合回路からなる本発明の装置のブロック図である。 図２は本発明の装置に使われる公知の信号処理配列のブロック図である。 図３は同じく公知の圧縮配列のブロック図である。 図４は本発明の装置で使われる本発明による評価回路のブロック図である。 図５は同じく本発明による結合回路のブロック図である。

符号の説明

１ 第１信号処理配列
２ 第２信号処理配列
３ 評価回路
４ 第１圧縮配列
５ 第２圧縮配列
６ 結合回路
７ 第１入力
８ 第２入力
１７ 出力

Claims (32)

1. 参照信号に基づき、信号処理回路によって発生される出力信号の品質の評価を決定するための装置であって、
   出力信号を受けるための第１入力をもつ第１直列回路、参照信号を受けるための第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出力に接続された結合回路を有し、前記結合回路が前記品質を示す信号を出力するように構成され、
   第１直列回路が
   前記第１入力に接続された、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
   第１圧縮信号パラメータを発生するための第１圧縮配列を有し、
   第２直列回路が
   前記第２入力に接続され、時間と周波数の関数として第２信号パラメータを発生するための第２信号処理配列、および
   第２圧縮信号パラメータを発生するための第２圧縮配列を有し、
   前記結合回路が
   前記第１及び第２圧縮配列の出力に接続され、前記第１及び第２圧縮信号パラメータに基づいて差分信号を決定するための差動配列、および
   差動配列に接続された、時間と周波数に関し前記差分信号を積分することにより前記品質を示す信号を発生するための積分配列を有する装置において、
   前記第１信号処理配列と前記第１圧縮配列との間及び前記第２信号処理配列と前記第２圧縮配列との間に評価回路が設けられ、この評価回路は、受信した第１及び第２の信号パラメータを定義する第１及び第２の信号パラメータをそれぞれ受信すると共に、第１及び第２圧縮配列の対応する入力にそれぞれ第１及び第２の信号パラメータを出力し、前記第１及び第２圧縮配列に供給される第１信号パラメータ及び第２信号パラメータの少なくとも一つを、別の積分配列により得られる制御信号を介して評価することを特徴とする装置。
2. 前記第２信号パラメータを前記参照信号にする回路を前記第２直列回路に設けたことを特徴とする請求項１記載の装置。
3. 前記評価回路が、
   受信した前記第１及び第２信号パラメータを周波数に関しそれぞれ積分することにより、第１及び第２積分直列回路信号を生成する別の積分配列と、
   前記別の積分配列に接続され、前記第１積分直列回路信号と第２積分直列回路信号とを比較し、制御信号を生成する比較配列と、
   前記制御信号に応答して、受信した前記第１及び第２信号パラメータの一つを評価する評価ユニットとで構成したことを特徴とする請求項１記載の装置。
4. 前記第２信号パラメータを前記参照信号にする回路を前記第２直列回路に設けたことを特徴とする請求項３記載の装置。
5. 参照信号に基づき、信号処理回路で発生される出力信号の品質の評価を決定するための方法であって、該方法が、
   出力信号に応答して時間と周波数の関数としての第１信号パラメータを発生する工程と、
   前記第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工程と、
   前記参照信号に応答して時間と周波数の関数としての第２信号パラメータを発生する工程と、
   前記第２信号パラメータを圧縮して第２圧縮信号パラメータを発生する工程と、
   前記第１圧縮信号パラメータ及び第２圧縮信号パラメータに応答して、差分信号を決定する工程と、
   時間と周波数に関し、前記差分信号を積分することにより、品質信号を生成する工程とからなり、前記方法が更に、
   周波数に関し、前記第１信号パラメータを積分して第１積分信号を生成する工程と、
   周波数に関し、前記第２信号パラメータを積分して第２積分信号を生成する工程と、
   前記第１積分信号と第２積分信号に応答して、前記第１積分信号と第２積分信号とを比較し、比較信号を生成する工程と、
   前記比較信号に応答して、前記第１信号パラメータ及び第２信号パラメータの少なくとも一つを評価する工程と、
   を含むことを特徴とする出力信号の品質を決定するための方法。
6. 前記第１信号パラメータを生成する工程が、
   前記出力信号と窓関数とを時間領域で乗算することにより、乗算信号を生成する工程と、
   絶対値がとられた後、前記乗算信号を周波数領域に変換し、時間と周波数の関数としての信号パラメータを示す変換された乗算信号を生成する工程と、
   からなることを特徴とする請求項５記載の方法。
7. 前記第１信号パラメータを生成する工程が、更に
   前記変換された乗算信号を、時間スペクトルとバークスペクトルのよって表現される信号パラメータに変換する工程を含むことを特徴とする請求項６記載の方法。
8. 前記第２信号パラメータが、前記参照信号であることを特徴とする請求項５記載の方法。
9. 前記第１信号パラメータを生成する工程が、
   前記出力信号と窓関数とを時間領域で乗算することにより、乗算信号を生成する工程と、
   絶対値がとられた後、前記乗算信号を周波数領域に変換し、時間と周波数の関数としての信号パラメータを示す変換された乗算信号を生成する工程と、
   からなることを特徴とする請求項８記載の方法。
10. 前記第１信号パラメータを生成する工程が、更に
    前記変換された乗算信号を、時間スペクトルとバークスペクトルよって表現される信号パラメータに変換する工程を含むことを特徴とする請求項９記載の方法。
11. 前記第１信号パラメータを生成する工程が、
    絶対値がとられた後、出力信号を濾波し、時間と周波数の関数としての信号パラメータを示す濾波信号を生成する工程を含むことを特徴とする請求項８記載の方法。
12. 前記第１信号パラメータを生成する工程が、更に
    前記変換された乗算信号を、時間スペクトルとバークスペクトルよって表現される信号パラメータに変換する工程を含むことを特徴とする請求項１１記載の方法。
13. 前記第１信号パラメータを生成する工程が、
    絶対値がとられた後、出力信号を濾波し、時間と周波数の関数としての信号パラメータを示す濾波信号を生成する工程を含むことを特徴とする請求項５記載の方法。
14. 前記第１信号パラメータを生成する工程が、更に
    前記変換された乗算信号を、時間スペクトルとバークスペクトルのよって表現される信号パラメータに変換する工程を含むことを特徴とする請求項１３記載の方法。
15. 参照信号に基づき、信号処理回路によって発生される出力信号の品質の評価を決定するための装置であって、当該装置は、
    当該出力信号を受けるための第１入力をもつ第１直列回路、当該参照信号を受けるための第２入力をもつ第２直列回路、当該第１と第２の直列回路に接続されており、当該第１と第２の直列回路の出力の少なくとも１つを評価する為の評価回路、当該第１の直列回路の第１の出力に接続され、且つ当該第２の直列回路の第２の出力に接続されて品質の評価信号を発生する結合回路とを含んでおり、
    当該第１の直列回路は、
    第１の入力に接続され、時間と周波数の関数としての第１信号パラメータを発生する為の第１の信号処理配列、及び
    第１の圧縮信号パラメータを発生する為の第１圧縮配列と含んでおり、
    一方、当該第２の直列回路は、
    第２の入力に接続され、時間と周波数の関数としての第２信号パラメータを発生する為の第２の信号処理配列、及び
    第２の圧縮信号パラメータを発生する為の第２圧縮配列と含んでおり、
    更に、当該評価回路３は、受信された第１及び第２の信号パラメータを個別に規定する為に当該第１及び第２の信号パラメータを受信し、当該第１及び第２の信号パラメータを個別に当該第１及び第２の圧縮配列の対応する入力に出力する為に、当該第１の信号処理配列と当該第１の圧縮配列との間、及び当該第２の信号処理配列と当該第２の圧縮配列との間に配置されており、
    当該結合回路は、
    当該第１及び第２の圧縮配列の出力と接続されており、当該第１と第２の圧縮信号パラメータに基づいて差分信号を決定する為の差分配列と、
    当該差分配列に接続され、時間と周波数に関して当該差分信号を積分することによって品質の評価信号を発生する積分配列と、
    を含んでおり、
    更に、当該結合回路は更に、当該差分配列５４と積分配列５８との間に設けられている、該差分配列５４から出力される差分信号を調整し、それによって当該差分信号の振幅を減少させる為の評価ユニット５７を含んでいる事を特徴とする装置。
16. 当該評価回路３は、
    当該第１及び第２の信号処理配列の出力に接続され、当該受信された第１及び第２の信号パラメータを個別に周波数に関して積分する事によって積分された第１と第２の信号パラメータを発生する別の積分配列４０と、
    当該別の積分配列４０に接続され、当該第１と第２の積分された信号パラメータを比較して、制御信号を発生する比較配列４１、及び
    当該制御信号に応答して受信された当該第１と第２の信号パラメータの少なくとも１つを評価する為の更なる評価ユニット４２と、
    を含んでいる事を特徴とする請求項１５に記載の装置。
17. 参照信号に基づき、信号処理回路で発生される出力信号の品質の評価を決定するための方法であって、該方法が、
    出力信号に応答して時間と周波数の関数としての第１信号パラメータを発生する工程と、
    前記第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工程と
    前記参照信号に応答して時間と周波数の関数としての第２信号パラメータを発生する工程と、
    前記第２信号パラメータを圧縮して第２圧縮信号パラメータを発生する工程と、
    前記第１圧縮信号パラメータ及び第２圧縮信号パラメータに応答して、差分信号を決定する工程と、
    時間と周波数に関し、前記差分信号を積分することにより、品質評価の信号を生成する工程とからなり、前記方法が更に、
    周波数に関し、前記第１信号パラメータを積分して第１積分信号を生成する工程と、
    周波数に関し、前記第２信号パラメータを積分して第２積分信号を生成する工程と、
    前記第１積分信号と第２積分信号とを比較し、前記第１積分信号と第２積分信号に応答して、比較信号を生成する工程と、
    前記比較信号に応答して、更なる評価ユニット４２によって前記第１信号パラメータ及び第２信号パラメータの少なくとも一つを評価する工程と、
    当該評価されたか評価されていない第１及び第２の圧縮信号パラメータに応答して前記の差分信号を決定する工程と、
    当該差分信号の振幅を、当該差分信号の符号に応答して、予め決められた量を当該差分信号に付加するか、当該予め決められた量を当該差分信号から減算するかの何れかによって、当該予め決められた量だけ減らすことによって、減算する工程と、
    当該減算された差分信号を時間と周波数に関して積分することによって品質評価の信号を発生させる工程と、
    から構成されている事を特徴とする方法。
18. 当該評価の操作は、当該評価配列５２と更なる評価ユニット４２の何れかにより実行されるものである事を特徴とする請求項１５に記載の装置。
19. 当該評価回路３には、当該第１と第２の信号パラメータに個別に接続され、当該第１と第２の信号パラメータを個別に積分するための別の積分配列４０と、当該別の積分配列４０と接続されており、当該積分された第１と第２の信号パラメータとを相互に比較する為の比較配列４１とが設けられている事を特徴とする請求項１５に記載の装置。
20. 当該比較配列４１は、分割手段により構成されている事を特徴とする請求項１５に記載の装置。
21. 当該比較配列４１の出力は、当該更なる評価ユニット４２の入力に接続されており、それによって、当該更なる評価ユニット４２は当該比較配列４１の出力信号によって制御される事を特徴とする請求項１５に記載の装置。
22. 当該更なる評価ユニット４２は、分割手段或は乗算手段の何れかを含んでいる事を特徴とする請求項１５に記載装置。
23. 当該評価回路３は、当該第１と第２の信号処理配列の間に比決定配列４３が設けられており、当該比決定配列４３は、当該第１と第２の信号パラメータを受信して、当該品質評価信号を出力する為に使用される制御信号としての当該第１と第２の信号パラメータの間の比を出力する事を特徴とする請求項１５に記載の装置。
24. 当該比決定配列４３から出力される当該制御信号は、当該結合回路の当該差動配列５４から出力される出力信号を制御する為に使用されるものである事を特徴とする請求項２３に記載の装置。
25. 当該評価ユニット５７は、当該差分信号の振幅を、当該差分信号の符号に応答して、予め決められた量を当該差分信号に付加するか、当該予め決められた量を当該差分信号から減算するかの何れかによって、当該予め決められた量だけ減らすことによって、減算された差分信号を形成する事を特徴とする請求項１５、１６、及び１８乃至２４の何れかに記載の装置。
26. 当該評価ユニット５７は、当該比決定配列４３から出力される制御信号によって制御されるものである事を特徴とする請求項２５に記載の装置。
27. 当該差動配列５４の一方の入力は、当該評価されているか評価されていない第１の圧縮信号パラメータを受信し、当該差動配列５４の他方の入力は、当該評価されているか評価されていない第２の圧縮信号パラメータを受信する様に構成されている事を特徴とする請求項１５、１６及び１８乃至２６の何れかに記載の装置。
28. 当該差動配列５４の一方の入力は、更に、更なる評価ユニット４２に接続された評価配列５２に接続されている事を特徴とする請求項２７に記載の装置。
29. 当該評価配列５２は、当該比較配列５０から出力される制御信号により制御され、それによって、当該更なる評価ユニット４２により評価されているか評価されていない当該第１と第２の圧縮信号パラメータの何れかを更に評価する事を特徴とする請求項２８に記載の装置。
30. 当該比較配列５０は、
    当該第１及び第２の圧縮信号パラメータに接続され、周波数に関し、当該受信された評価されているか評価されていない当該第１と第２の圧縮信号パラメータを個別に積分することによって、積分された第１と第２の圧縮信号パラメータを発生させる更に別の積分配列と、
    当該更に別の積分配列と接続され、積分された当該評価されているか評価されていない第１と第２の圧縮信号パラメータとを相互に比較し、当該評価配列５２を制御する為の制御信号を発生させかつ出力させ、それによって、少なくとも当該受信された評価されているか評価されていない当該圧縮された第１と第２の信号パラメータの少なくとも一つを評価する第２の比較配列と、
    から構成されている事を特徴とする請求項２９に記載の装置。
31. 当該結合回路は、更に当該差分配列５４と当該評価ユニット５７との間に設けられている絶対値配列５６を含んでいる事を特徴とする請求項１５、１６及び１８乃至３０の何れかに記載の装置。
32. 当該装置は、当該評価ユニット５７から得られた評価された差分信号の積分値に基づいて、検査されるべき信号処理回路に関する品質評価信号を特定の数値として発生する事を特徴とする請求項１５、１６及び１８乃至３１の何れかに記載の装置。

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