JP4024226B2 - 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する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、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、差動配列が差動信号の振幅を減らすための調整配列を有しているという特徴をもっている。

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いうことが見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つの圧縮配列が最善には機能しない結果、差動信号の振幅がたとえば、一定値をもつ信号を差し引くことにより減衰され得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、差分配列に調整配列を付与することで解決される。

本発明の装置の第１実施例は、調整配列が直列回路信号に依存する微分信号の振幅を減衰させるための直列回路に結合されているという特徴をもっている。

上記差分信号の振幅を減衰させる結果として、その減衰が出力信号あるいは参照信号に依存するようになり、それがある程度相関を改善する。

本発明の装置の第２の実施例は、第１直列回路と第２直列回路との間に設けられた評価回路からなるという特徴をもっている。

その評価回路は、
第１直列回路と第２直列回路を周波数に関して積分するためのさらなる積分配列と、
該さらなる積分配列に結合され、２つの積分された直列回路信号を比較し、該比較に応じて少なくとも１つの直列回路信号を評価するための比較配列とを有している。

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つの配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、相関をより一層改善するという洞察に基づいている。評価回路の使用が調整配列の使用とは全く別のことであると指摘しておくべきだ。公知の装置が単に評価回路のみを付与されたとしても、相関の乏しさ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とウインドー関数とを乗算するための乗算配列と、該乗算配列に結合され、乗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。

この接続において、信号パラメータが、乗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ドフィルター配列を有し、該サブバンドフィルター配列が、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、サブバンド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、差分信号の振幅を減衰させるという特徴をもっている。

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第１信号か、参照信号に応答して発生する第２信号の少なくとも一方に依存して、微分信号の振幅を減衰させるという特徴をもっている。

本発明の方法の第２実際例は、さらに
出力信号に応じて発生する第１信号と参照信号に応じて発生する第２信号を周波数に関して積分し、
この積分された第１・第２信号を比較し、
この比較に応じて第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、時間と周波数の関数としての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、出力信号に応じて発生する更なる第１信号を時間領域でウインドー関数と乗算し、
当該ウインドー関数によって乗算されるべき当該更なる第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を表す様にする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）に入力され、ウインドー関数とコーダー／デコーダーのような信号処理回路からくる出力（入力）信号と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）積算配列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）変換配列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）非線形畳み込み回旋配列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出力が評価ユニット４２の出力につながれ、カプリング１０が評価ユニット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、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、つまり後述する制御信号を発生する。

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。つまりこの場合には、第２の圧縮配列の出力信号は、当該評価配列５２を経ずに直接差分配列５４に入力される例を示している。

差分配列５４・５６は微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、第１参考文献に開示されている。

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によって聴き取り機能を調整され、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積算器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積算される。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。微分信号が微分器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によってバーク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、評価ユニット５７の制御信号として使用されるために、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、差分信号の増幅をいくらか減じる調整配列を有するなら、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、たとえば直列回路信号の振幅の０．１％または１％または１０％、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。絶対値配列５６がそのような調整配列を有している場合には、この調整配列は正の差分信号の振幅をいくらか減じる引き算回路の形であろう。差分器５４がそのような調整配列を有している場合、正の差分信号に対してはこの調整配列は引き算機能を有し、負の差分信号に対しては加算機能を有する。
本具体例に於ける当該調整配列としては、上記した通り、評価ユニット５７であっても良く、更には、当該評価ユニット５７と当該差分配列５４・５６で構成されるものであっても良い。

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第１参考文献に開示されている。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ｃｏｓ^２関数のようなウインドー関数によって第１積算配列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ド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は聴き取り機能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、積算器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積算される。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積算配列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積算する（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はその積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は例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、例えば除算器或は乗算器の形の比較配列４１が２つの積分信号を互いに除算或は乗算し、その除算または逆除算結果を制御信号として評価ユニット４２に送る。評価ユニット４２はたとえば除算器或は乗算器の形で、２つの直列回路信号を等しい大きさにするため、少なくとも一方の信号パラメータを、当該比較配列４１から出力される制御信号で乗算するか除算する。
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る。
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、分割または逆分割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。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、一定値だけその差が増加され、その差が正であれば、一定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、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、次にその絶対値から一定値を引いてもよい。この場合、絶対値配列５６は引き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。

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）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、
（２）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、
（３）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、及び
（４）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 (22)

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の評価を示す信号を出力するように構成され、
   第１直列回路が、
   第１直列回路の第１入力に接続されており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信号処理配列に接続されており第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、
   第２直列回路が、
   第２直列回路の第２入力に接続されており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信号処理配列に接続されており第２信号パラメータを圧縮し第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、
   当該装置が、前記第１直列回路と第２直列回路に接続された評価回路を更に有し、
   前記結合回路が
   前記第１及び第２圧縮配列に接続され、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５４と、当該差動配列５４の出力に接続され、前記評価回路に於いて、当該第１と第２の信号パラメータを比較する事によって得られる制御信号に応答して当該差分信号の振幅を減少させる様に当該差分信号を調整するための評価ユニット５７と、当該評価ユニット５７を介して当該差動配列５４に接続されており、時間と周波数に関する振幅が減少された当該差分信号を積分することによって当該品質の評価信号を生成する積分配列５８とから構成されていることを特徴とする出力信号の品質を決定するための装置。
2. 当該評価ユニット５７は、当該制御信号に応答して当該差分信号の振幅を減少させる為に、当該差動配列５４と当該積分配列５８とに接続されている事を特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記装置が、前記第１直列回路及び第２直列回路に接続した評価回路３を有し、
   当該評価回路３が、
   当該第１と第２の信号パラメータから、周波数の関数としての第１及び第２積分直列回路信号を生成する第１積分配列４０と、
   前記第１積分配列４０に接続され、第１及び第２積分直列回路信号に応答して第１の制御信号を生成する第１の比較配列４１と、を有し、
   当該評価回路３が、
   当該第１の制御信号により当該第１と第２の信号パラメータの少なくとも一方を評価する機能を有している事を特徴とする請求項１に記載の装置。
4. 前記装置に於ける当該結合回路が、前記第１直列回路及び前記第２直列回路に接続した第２の比較配列５０を有し、
   当該第２の比較配列５０は、
   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、周波数の関数としての第１及び第２積分圧縮信号パラメータを生成する第１と第２の積分器と、
   前記第１と第２の積分器に接続され、前記第１及び第２積分圧縮信号パラメータに応答して、第２の制御信号を生成する比較器とからなる第２の比較配列と、
   からなることを特徴とする請求項１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、差信号を決定する工程と、
   差信号の符号に応じて、予め定めた量を前記差信号に足すか、又は、予め定めた量を前記差信号から差し引くことにより、調整された差信号を生成するために第１と第２の信号パラメータから形成される制御信号に応答して、前記差信号の振幅を調整する工程と、更に
   時間と周波数に関し前記調整された差信号を積分することで、前記品質を決定する信号を生成する工程と、
   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及び第２の信号パラメータとの比から生成された制御信号に応答して差信号の振幅を減じる工程を更に含むことを特徴とする請求項５記載の方法。
7. 前記出力信号に応答して、周波数の関数である積分された第１信号を生成する工程と、
   前記参照信号に応答して、周波数の関数である積分された第２信号を生成する工程と、
   前記積分された第１信号と積分された第２信号とを比較し、第１の制御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前記第２信号パラメータの少なくとも一つを評価する工程と、
   を更に含むことを特徴とする請求項５記載の方法。
8. 当該方法が、評価されているか評価されていない当該第１と第２の信号パラメータとを比較する工程と、
   当該比較の結果に基づいて前記差信号の振幅を調整する工程に提供される制御信号を生成する工程と、
   を更に含むことを特徴とする請求項５記載の方法。
9. 前記参照信号から生成された第２信号パラメータに応答して、前記差信号の振幅を減じる工程を更に含むことを特徴とする請求項５記載の方法。
10. 当該差動配列５４の一方の入力には、評価されるか評価されていない当該第１の圧縮信号パラメータが入力され、当該他方の入力には、評価されるか評価されていない当該第２の圧縮信号パラメータが入力され、それによって当該差動配列５４は、当該第１及び第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事を特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の装置。
11. 当該差動配列５４の一方の入力は、更に評価配列５２と接続されている事を特徴とする請求項１０に記載の装置。
12. 当該評価配列５２は、第２の比較配列５０から出力される第２の制御信号により制御されて、当該評価されているか、未だ評価されていない第１又は第２の圧縮信号パラメータの何れかを更に評価するものである事を特徴とする請求項１１に記載の装置。
13. 当該第２の比較配列５０は、当該第１と第２の信号圧縮配列の出力と接続され、周波数に関して受信された評価されているか未だ評価されていない圧縮された当該第１及び第２の圧縮信号パラメータを積分する事によって積分された第１及び第２の積分圧縮信号パラメータを発生させる第１と第２の積分器と、当該第１と第２の積分器に接続され、当該積分された評価されているか評価されていない第１及び第２の積分圧縮信号パラメータとを比較し、当該評価配列５２を制御するための第２の制御信号を発生させる比較器とを有し、当該第２の制御信号に応答して、受信された当該評価されている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の少なくとも１つを更に評価する機能を有する事を特徴とする請求項１２に記載の装置。
14. 当該結合回路は、更に当該差動配列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１乃至４及び１０乃至１３の何れかに記載の装置。
15. 当該装置は、テストされる信号処理回路の品質の評価信号を、当該評価されている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の間に形成された差分信号から得られた積分値に基づいて、特定の数値データとして出力する事を特徴とする請求項１乃至４及び１０乃至１４の何れかに記載の装置。
16. 特定の数値データとしてのテストされる信号処理回路の品質の評価信号は、当該評価ユニット５７により形成された当該評価された差分信号を積分することによって得られた積分値に基づいて発生される事を特徴とする請求項１５に記載の装置。
17. 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、当該制御信号に応答した減算された差分信号を形成する事を特徴とする請求項１乃至４及び１０乃至１６の何れかに記載の装置。
18. 当該評価ユニット５７は、当該評価されているか評価されていない第１及び第２信号パラメータを相互に比較する事により得られた当該制御信号により制御される事を特徴とする請求項１７に記載の装置。
19. 当該制御信号は、当該評価されているか評価されていない第１及び第２信号パラメータとの比を得ることによって発生されるものである事を特徴とする請求項１８に記載の装置。
20. 当該積分配列５８は、当該評価ユニット５７によって評価された評価差分信号を積分し、当該評価差分信号に関する積分操作から得られる値に応じて、テストされる信号処理回路の品質の評価信号を発生する事を特徴とする請求項１乃至４及び１０乃至１９の何れかに記載の装置。
21. 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方法であって、当該方法は、
    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する工程、
    当該第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工程、
    参照信号に基づき、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工程、
    当該第２信号パラメータを圧縮し第２圧縮信号パラメータを発生する工程、
    当該第１及び第２の信号パラメータを比較して制御信号を発生させる工程、
    当該第１と第２の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、
    時間と周波数に関して、当該差分信号を積分する事によって品質の評価信号を発生する工程、とから構成されており、且つ当該方法は更に、
    当該差分信号を決定した後に、当該差分信号の振幅を、当該差分信号の符号に応答して、且つ、当該制御信号に応答して、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工程が付加されている事を特徴とする方法。
22. 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方法であって、当該方法は、
    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する工程、
    当該第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工程、
    参照信号に基づき、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工程、
    当該第２信号パラメータを圧縮し第２圧縮信号パラメータを発生する工程、
    当該第１及び第２の信号パラメータを比較して制御信号を発生させる工程、
    当該第１と第２の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、
    時間と周波数に関して、当該差分信号を積分する事によって品質の評価信号を発生する工程、とから構成されており、且つ当該方法は更に、
    周波数に関して、当該第１の圧縮信号パラメータを積分することによって第１の積分圧縮信号パラメータを発生させる工程、
    周波数に関して、当該第２の圧縮信号パラメータを積分することによって第２の積分圧縮信号パラメータを発生させる工程、
    当該第１と第２の積分圧縮信号パラメータを比較し、それに応答して第２の制御信号を発生させる工程、
    評価配列５２によって、当該第２の制御信号に応答して、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少なくとも１つを更に評価する工程、
    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に応答して差分信号を決定する工程、
    当該差分信号の振幅を、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とを相互に比較することによって得られた差分信号の符号に応答し且つ、当該制御信号に応答して、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工程、及び
    時間と周波数に関して、当該減算された当該差分信号を積分する事によって得られた積分値に応答して品質の評価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。

Images