JP4879180B2 - 知覚音声分析のための周波数補償 - Google Patents
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Description
フレーム当たりの入力及び出力ピッチパワー密度関数が同時に無音基準値よりも大きい時間フレームを検出する段階と、
時間フレームを検出する段階の制御下で入力ラウドネス密度関数フレーム及び出力ラウドネス密度関数フレームをゲーティングする段階と、
を更に含み、
この結果において特にゼロによる除算を行う可能性があるフレームにおける0の範囲内の値による不安定性を防止する。
ここでq(f)は0.0〜1.0の範囲内にあり(周波数依存とすることができる)、OFFSETは104〜106の範囲内にある。
ここでq(f)は0.0〜1.0の範囲内にあり(周波数依存とすることができる)、OFFSETLARGEは105〜108の範囲内にある。好ましくは、q(f)は0.4の範囲内にあり、OFFSETLARGEは5*106の範囲内にある。
及び、
ここで、fは差分平均ラウドネススペクトルにおける周波数帯域を意味する。
(fは帯域インデックス数であり、pは0.5〜2.0の範囲内にあり、好ましくはpは1.5の範囲内にある)
ここで、好ましくはα+β=1であり、αとβとの比率は好ましくは10よりも大きい。現行の実装ではβ=0であり、従ってLSDM+値のみが考慮される。
[1]A.W.Rix、M.P.Hollier、A.P.Hekstra、及びJ.G.Beerend、「PESQ, the new ITU standard for objective measurement of perceived speech quality, Part 1 − Time alignment(PESQ、知覚音声品質の客観的評価のための新ITU規格、第1部−時間整合)」、音響工学会誌(J.Audio Eng.Soc)第50巻755〜564頁(2002年10月)
[2]J.G.Beerends、A.P.Hekstra、A.W.Rix、及びM.P.Hollier、「PESQ, the new ITU standard for objective measurement of perceived speech quality, Part II − Perceptual model(PESQ、知覚音声品質の客観的評価のための新ITU規格、第2部−知覚モデル)」、音響工学会誌(J.Audio Eng.Soc)第50巻765〜578頁(KPN Research発行文書00−32228と同等)(2002年10月)
[3]ITU−T記録 P.862、「Perceptual Evaluation Of Speech Quality (PESQ), An Objective Method for End−to−end Speech Quality Assessment of Narrowband Telephone Networks and Speech Codecs(音声品質の知覚評価(PESQ)、狭帯域電話ネットワーク及び音声コーデックの末端間音声品質査定の客観的方法)」、国際電気通信連合、スイス、ジュネーブ、(2001年2月)
[4]A.P.Hekstra、J.G.Beerends、「Output power decompensation(出力パワー補償解除)」、国際特許出願PCT EP02/02342;欧州特許出願01200945.2(2001年3月);Koninklijke PTT Nederland N.V.
[5]J.G.Beerends、「Frequency dependent frequency compensation(周波数依存の周波数補償)」、国際特許出願PCT EP02/05556;欧州特許出願01203699.2(2001年6月);Koninklijke PTT Nederland N.V.
[6]J.G.Beerends、「Method and system for measuring a system’s transmission quality(システムの送信品質を測定するための方法及びシステム)」、ソフトスケーリング、国際特許出願;PCT EP03/02058;欧州特許出願02075973.4−2218(2002年4月);Koninklijke PTT Nederland N.V.
[7]J.G.Beerends、「Method and system for measuring a system’s transmission quality(システムの送信品質を測定するための方法及びシステム)」;欧州特許出願02075973(2003年7月)、Koninklijke PTT Nederland N.V.
[8]T.Goldstein、J.G.Beerends、H.Klaus、及びC.Schmidmer、「Draft ITU−T Recommendation P.AAM, An objective method for end−to−end speech quality assessment of narrow−band telephone networks including acoustic terminal(R)(ITU−T草案勧告P.AAM、音響端末を含む狭帯域電話ネットワークの末端間音声品質査定のための客観的方法)」(2003年9月)、ITU−T研究グループ12への正式寄書COM12〜64
Claims (12)
- 入力部及び出力部を有し、該出力部が時間フレーム出力信号(Yn)を生成する音響送信システム(1)の知覚品質を分析する方法であって、
前記方法において、時間フレーム入力信号(Xn)の第1の周波数補償済み入力ピッチパワー密度関数(PPX’(f)n)が設定され、
前記方法は、
前記入力信号(Xn)を処理して入力ピッチパワー密度関数(PPX(f)n)を得る段階(2.1...2.3)と、
前記出力信号(Yn)を処理して出力ピッチパワー密度関数(PPY(f)n)を得る段階(2.4...2.6)と、
第1の周波数補償関数(H1(f))を用いて前記入力ピッチパワー密度関数(PPX(f)n)を周波数補償して、前記第1の周波数補償済み入力ピッチパワー密度関数(PPX’(f)n)を得る段階(2.7、2.8)と、
を含み、
前記入力ピッチパワー密度関数(PPX(f)n)を周波数補償して、前記第1の周波数補償済み入力ピッチパワー密度関数(PPX’(f) n )を得る段階(2.7、2.8)は、次の式により、オフセット(OFFSET)を有するパワーベースソフトスケーリング要因関数を用いて前記入力ピッチパワー密度関数(PPX(f) n )をスケーリングすることを含み、
ことを特徴とする方法。 - 短期利得変動に対して前記出力ピッチパワー密度関数(PPY(f)n)を補償して、局所基準化出力ピッチパワー密度関数(PPY’(f)n)を得る段階(2.9...2.11)と、
前記周波数補償済み出力ピッチパワー密度関数(PPY’(f)n)をラウドネス知覚スケールに変換して、出力ラウドネス密度関数(LY(f)n)を得る段階(2.13)と、
第2の周波数補償関数(H2(f))を用いて前記入力ピッチパワー密度関数(PPX(f)n)を周波数補償して、第2の周波数補償済み入力ピッチパワー密度関数(PPX''(f)n)を得る段階(3.10、3.11)と、
前記第2の周波数補償済み入力ピッチパワー密度関数(PPX''(f)n)をラウドネス知覚スケールに変換し、入力ラウドネス密度関数(LX’(f)n)を得る段階(3.14)と、
前記入力ラウドネス密度関数(LX’(f)n)の時間フレームにわたって平均化して、平均入力ラウドネススペクトル(ALSX(f))を得る段階(3.4)と、
前記出力ラウドネス密度関数(LY(f)n)の時間フレームにわたって平均化し、平均出力ラウドネススペクトル(ALSY(f))を得る段階(3.5)と、 前記平均入力ラウドネススペクトル(ALSX(f))に対して前記平均出力ラウドネススペクトル(ALSY(f))を正規化し、これによって正規化平均出力ラウドネススペクトル(NALSY(f))を得る段階(3.6、3.7)と、
前記正規化出力ラウドネススペクトル(NALSY(f))から前記入力ラウドネススペクトル(ALSX(f))を減算し、これによって差分平均ラウドネススペクトル(DALS(f))を得る段階(3.8)と、
前記差分平均ラウドネススペクトル関数(DALS(f))をLubesque積分し、これによって前記音響送信システム(1)についての線形スペクトル歪み尺度(LSDM)を設定する段階(3.9)と、
を含む請求項1に記載の方法。 - 連続周波数ビン値の絶対差分に基づいて前記差分平均ラウドネススペクトル(DALS(f))の粗度尺度(RM)を設定する段階(3.12)と、
前記粗度尺度(RM)と前記線形スペクトル歪み尺度(LSDM)とを乗算によって組み合わせ、その結果をMOS(平均オピニオンスコア)スケールにマッピングする(FRIQM)段階(3.13)と、
を更に含む請求項2に記載の方法。 - 前記第1の周波数補償関数(H1(f))がバークビン値の項で表され、前記入力及び出力ピッチパワー密度関数の少なくとも2つの隣接するバークビン値にわたる平均化から導出されることを特徴とする前記請求項のいずれかに記載の方法。
- 前記第2の周波数補償関数(H2(f))はバークビン値の項で表され、前記入力及び出力ピッチパワー密度関数の少なくとも2つの隣接するバークビン値にわたる平均化から導出されることを特徴とする前記請求項のいずれかに記載の方法。
- 前記時間フレーム入力信号(Xn)を処理する前記段階(2)が更に、
理想スペクトルIdeal(f)に対して前記入力ピッチパワー密度関数(PPX(f)n)を周波数補償する段階(5.1、5.2)を含む、
前記請求項のいずれかに記載の方法。 - フレーム当たりの前記入力及び出力ピッチパワー密度関数(PPX(f)n、PPY(f)n)が同時に無音基準値よりも大きい時間フレームを検出する段階(3.1)と、
時間フレームを検出する前記段階(3.1)の制御下で、前記入力ラウドネス密度関数フレーム(LX’(f)n)及び出力ラウドネス密度関数フレーム(LY(f)n)をゲーティングする段階(3.2及び3.3)と、
を更に含む前記請求項のいずれかに記載の方法。 - 線形スペクトル歪み尺度(LSDM)を設定する前記段階が更に、
前記差分平均ラウドネススペクトル(DALS(f))を正の差分平均ラウドネススペクトル(DALS+(f))と負の差分平均ラウドネススペクトル(DALS−(f))とに分割する段階(4.1)と、
前記差分平均ラウドネススペクトルの正の値(DALS+(f))を前記周波数領域において積分し、これによって正の線形スペクトル歪み尺度(LSDM+)を設定する段階(4.2)と、
前記差分平均ラウドネススペクトルの負の値(DALS−(f))を前記周波数領域において積分し、これによって負の線形スペクトル歪み尺度(LSDM−)を設定する段階(4.3)と、
前記粗度尺度(RM)と前記正の線形スペクトル歪み尺度(LSDM+)とを乗算し、その結果をMOS(平均オピニオンスコア)スケールにマッピングし、これによって正の周波数応答歪み品質尺度(FRIQM+)を得る段階(4.4)と、
乗算によって前記粗度尺度(RM)と前記負の線形スペクトル歪み尺度(LSDM−)とを組み合わせ、その結果をMOS(平均オピニオンスコア)スケールにマッピングし、これによって負の周波数応答歪み品質尺度(FRIQM−)を得る段階(4.5)と、
0よりも大きい第1の重み付け要因(α)を用いて前記正の周波数応答歪み品質尺度(FRIQM+)を重み付けする段階(4.6)と、
0よりも大きい第2の重み付け要因(β)を用いて前記負の周波数応答歪み品質尺度(FRIQM−)を重み付けする段階(4.6)と、
前記重み付けされた負の周波数応答歪み品質尺度(FRIQM−)と前記重み付けされた正の周波数応答歪み品質尺度(FRIQM+)とを加算し、これによって単一の周波数応答影響尺度(FRIQM)を得る段階(4.6)と、
を含む前記請求項のいずれかに記載の方法。 - 短期利得変動に対して前記出力ピッチパワー密度関数(PPY(f)n)を補償し、局所基準化出力ピッチパワー密度関数(PPY’(f)n)を得る段階(2.9...2.11)と、
前記第1の周波数補償済み入力ピッチパワー密度関数(PPX’(f)n)をラウドネス知覚スケールに変換し、入力ラウドネス密度関数(LX(f)n)を得る段階(2.12)と、
前記周波数補償済み出力ピッチパワー密度関数(PPY’(f)n)をラウドネス知覚スケールに変換し、出力ラウドネス密度関数(LY(f)n)を得る段階(2.13)と、
出力ラウドネス密度関数(LY(f) n )と入力ラウドネス密度関数(LX(f) n )との間の差を決定し、差分ラウドネス密度関数(D(f)n)を得る段階(2.14)と、
前記差分ラウドネス密度関数(D(f)n)における正のビンと負のビンとの間で非対称処理を行い、これにより非対称差分ラウドネス密度関数(D(f)n)を得る段階(2.15)と、
前記非対称差分ラウドネス密度関数(DA(f)n)を周波数積分し(2.16)、無音部分を強調することによって非対称擾乱尺度(DAn)を得る段階(2.17)と、
前記差分ラウドネス密度関数(D(f)n)を周波数積分し(2.18)、無音部分を強調することよって対称擾乱尺度を得る段階(2.19)と、
前記差分ラウドネス密度関数及び前記非対称差分ラウドネス密度関数(Dn、An)を時間積分し(2.20)、これによって対称及び非対称擾乱尺度(D、DA)を得て、次いで前記対称及び非対称擾乱尺度(D、DA)を組み合わせることによって単一の知覚品質推定(PESQ)を得る段階(2.20)と、
を更に含む請求項1に記載の方法。 - 入力部及び出力部を有し、該出力部が時間フレーム出力信号を生成する音響送信システムに適用される、前記音響送信システムの知覚品質を分析するための処理システムであって、
プロセッサと、
フレーム付き入力信号(Xn)及びフレーム付き出力信号(Yn)を入力する手段と、
周波数応答影響品質尺度(LSDM、FRIQM、PESQ)を出力する手段と、
を備え、
前記プロセッサは、前記請求項1〜10のうちの少なくとも1つに記載の方法の段階を実行するように構成されている、
ことを特徴とするシステム。 - コンピュータシステム上で実行されたときに該コンピュータシステムに前記請求項1〜10のうちの少なくとも1つに記載の方法の段階を実行させるためのコンピュータプログラム。
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