JPH06201744A - オーディオ信号の歪曲測定装置および測定方法 - Google Patents

オーディオ信号の歪曲測定装置および測定方法

Info

Publication number
JPH06201744A
JPH06201744A JP5250863A JP25086393A JPH06201744A JP H06201744 A JPH06201744 A JP H06201744A JP 5250863 A JP5250863 A JP 5250863A JP 25086393 A JP25086393 A JP 25086393A JP H06201744 A JPH06201744 A JP H06201744A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
value
input signal
distortion
spectrum
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5250863A
Other languages
English (en)
Inventor
Jong-Il Kim
鍾一 金
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daiu Denshi Kk
WiniaDaewoo Co Ltd
Original Assignee
Daiu Denshi Kk
Daewoo Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daiu Denshi Kk, Daewoo Electronics Co Ltd filed Critical Daiu Denshi Kk
Publication of JPH06201744A publication Critical patent/JPH06201744A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R29/00Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
    • G01R29/26Measuring noise figure; Measuring signal-to-noise ratio
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R29/00Monitoring arrangements; Testing arrangements
    • H04R29/001Monitoring arrangements; Testing arrangements for loudspeakers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
  • Testing Electric Properties And Detecting Electric Faults (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 人間の聴覚特性を応用して、オーディオ信号
の歪曲測定を行うことによって、歪曲測定値と実際の聞
き取り結果が一致するようにするオーディオ歪曲測定装
置および測定方法を提供する。 【構成】 所定の入力信号(x(n))に対する電力ス
ペクトラムに対して、人間聴覚特性のマスキング閾値
(LTg(i))を求め、入力信号(x(n))と出力
信号(y(n))間の差信号であるエラー信号(e
(n))に対して、エラー電力スペクトラム(E
(i))を求めて、マスキング閾値(LTg(i))の
値よりさらに大きいエラー電力スペクトラム(E
(i))のみを合算し、その値の区間に対する定規化さ
れた値により簡便で精密な歪曲測定値を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、オーディオ信号の歪曲
装置および測定方法に関するもので、特に、人間の聴覚
特性を応用して、オーディオ信号の歪曲測定を行うこと
によって、歪曲測定値と実際の聞き取り評価の結果が一
致するようにするオーディオ信号の歪曲測定装置および
測定方法に関する。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】本技
術分野においては、一般にオーディオ信号の歪曲程度を
測定する方法としては、オーディオ信号の信号対雑音比
(SNR:Signal to Noise Rati
o)または区間信号対雑音比(SEG SNR:Seg
mental SNR)を用いることが知られている。
【0003】かかる従来のオーディオ信号歪曲測定装置
においては、オーディオ信号処理システムの入力信号が
N個の有限区間ディジタルオーディオ信号源(x
(n))であり、Nを正の定数とするとエラー信号(e
(n))は入力信号(x(n))と出力信号(y
(n))との差として得られる。得られたエラー信号
(e(n))を用いて、信号対雑音比(SNR)が得ら
れる。
【0004】
【数1】
【0005】今まで、オーディオ信号の歪曲測定は、前
述する信号対雑音比として定量化されてきた。
【0006】他のオーディオ信号測定方法としては、区
間信号対雑音比(SEG SNR)が従来の狭帯域オー
ディオ信号(帯域幅が3.4kHz以下)に対する歪曲
測定方法として用いられた。区間信号対雑音比(SN
R)を求めて、各区間に対する信号対雑音比(SNR)
の値を算述平均した値として次の式で表示される。
【0007】
【数2】
【0008】ここで、
【0009】
【数3】
【0010】であり、MとNは正の定数である。
【0011】しかし、信号対雑音比(SNR)を用いた
歪曲測定値は、広帯域オーディオ信号(帯域幅が20H
z〜20kHz)に対しては、実際の聞き取り評価と一
致しなくて、広帯域オーディオ信号に対する新しい歪曲
評価基準が要求される。前述のような狭帯域オーディオ
信号とは異なって、今までの広帯域オーディオ信号は、
主に実際聞き取り評価に依存してきており、広帯域オー
ディオ信号のディジタルデータ圧縮のために必要な客観
的に定量化し得るある歪曲測定基準も知られていない。
【0012】したがって、本発明の目的は人間の聴覚特
性であるマスキング閾値(Masking Thres
hold)を用いて、広帯域オーディオ信号に対する歪
曲測定装置を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明の一態様による
と、オーディオ信号に対して入力信号およびオーディオ
システムを通過した出力信号間のオーディオ信号歪曲を
測定するための本発明のオーディオ信号歪曲測定方法
は、前記入力信号の電力スペクトラムに対して聴覚特性
であるマスキング閾値を抽出するマスキング閾値抽出段
階(step)と、前記入力信号と前記出力信号との間
の時間領域上の差信号であるエラー信号に対して電力ス
ペクトラム値を求めるエラー電力スペクトラム評価段階
と、周波数領域上で、前記マスキング閾値より前記エラ
ー信号に対する前記スペクトラム値がさらに大きい前記
スペクトラム値のみを全て加算し、加算された値を全体
の周波数区間により定規化した値を信号の歪曲測定値と
する歪曲測定値の評価段階を含む。
【0014】本発明の他の態様によると、オーディオ信
号に対して入力信号およびオーディオシステムを通過し
た出力信号間のオーディオ信号歪曲を測定するための本
発明の装置は、前記入力信号の電力スペクトラムに対し
て人間の聴覚特性のマスキング閾値を抽出するマスキン
グ閾値抽出手段と、前記入力信号と前記出力信号との間
の時間領域上の差信号であるエラー信号に対して電力ス
ペクトラム値を求めるエラー電力スペクトラム評価手段
と、周波数領域上で、前記マスキング閾値より前記エラ
ー信号に対する前記スペクトラム値がさらに大きい前記
スペクトラム値のみを全て加算し、加算された値を全体
の周波数区間により定規化した値を信号の歪曲測定値と
する歪曲測定値評価手段を含む。
【0015】
【実施例】以下、本発明を添付図面を参照しながら詳細
に説明すると次の通りである。
【0016】図1は、本発明によるオーディオ信号歪曲
測定装置を示したブロック図であって、オーディオ信号
歪曲測定装置は信号電力スペクトラム評価装置20、マ
スキング閾値検出装置30、エラー電力スペクトラム評
価装置40および歪曲値評価装置50を含む。
【0017】信号電力スペクトラム評価装置20は、N
個のオーディオ信号に対して電力密度スペクトラムを求
める通常の装置であって、電力密度スペクトラム(X
(k))は、次の式により得られる。
【0018】
【数4】
【0019】ここで、Nは0より大きい定数であり、ω
は2πkn/Nである。
【0020】エラー電力スペクトラム評価装置40は、
前述する信号電力スペクトラム評価装置20と類似な形
態の装置として、入力信号(x(n))とオーディオ信
号処理システムを通じた出力信号(y(n))との間の
差であるエラー信号(e(n))に対する電力密度スペ
クトラム(E(k))を出力する。
【0021】
【数5】
【0022】ここで、Nは0より大きい定数であり、ω
は2πkn/Nである。
【0023】マスキング閾値検出装置30は、人間の聴
覚特性によるマスキングパターンから各帯域での最適化
された閾値(LTg(i))を抽出する。これは本技術
分野で公知の人間の聴覚特性にしたがうオーディオ信号
の主観的性能を反映するためのものである。
【0024】歪曲値評価装置50は、最適化された閾値
(LTg(i))およびエラー信号電力密度スペクトラ
ム(E(k))を入力して、歪曲値(PSD:Prec
eptual Spectrum Distance)
を求めるためのもので、次の式により表示され得る。
【0025】
【数6】
【0026】ここで、Mはブロック区間の長さである。
【0027】図1を参照すれば、元の入力信号(x
(n))(元音)とあるオーディオ処理システムを経た
出力信号(y(n))間の歪曲を測定するために、信号
電力スペクトラム評価装置20で入力信号(x(n))
に対する電力密度スペクトラムを予測し、この値により
人間の聴覚特性を反映する最適のマスキング閾値を抽出
する。マスキング閾値は、通常の方法により入力信号の
スペクトラムから求め得る値として、図2に詳述され
る。
【0028】図2は、図1の最適のマスキング閾値を抽
出するための装置のブロック図を示したもので、信号電
力スペクトラム評価装置20は、ウインドーイング(W
indowing)手段21および離散フーリエ変換手
段(FFT)22を含む。
【0029】ウインドーイング手段21は、周波数の選
択図および漏れ現象(leakage effect)
を考慮して、入力信号(x(n))をウインドーイング
するための公知の形態のウインドーイング手段である。
ウインドーイングされた信号(w(n))は、離散フー
リエに変換手段(FFT)22に入力される。離散フー
リエ変換手段(FFT)22は、ウインドーイングされ
た信号(w(n))を入力して、前述した通り、この信
号の電力密度スペクトラム(x(k))を出力する。こ
れらは次の式により表示され得る。まず、ウインドーイ
ング手段21の関数値(h(n))は次のように表示さ
れる。
【0030】
【数7】
【0031】ここで、Mはブロック区間の長さであり、
n=1、・・・、Mである。
【0032】ウインドーイング手段21の出力(w
(n))は、次のとおり表示され得る。
【0033】 w(n)=x(n)・h(n) (5) したがって、フーリエ変換手段22を通じた電力スペク
トラム(X(k))は、次のとおり表示される。
【0034】
【数8】
【0035】ここで、k=1、・・・、Mであり、ωは
2πkn/Nである。
【0036】結果の電力スペクトラム(X(k))は、
マスキング閾値検出装置30に入力されて、最適マスキ
ング閾値(LTg(i))が得られるようになる。最適
マスキング閾値を得るための方法は、本技術分野で知ら
れている通り、説明の明瞭性のために省く。
【0037】図1をさらに参照すれば、エラー信号(e
(n))に対する電力スペクトラム(E(k))は、前
述の式(4)、(5)および(6)に入力信号(x
(n))の代わりに、エラー信号(e(n))を代入す
ることによって、得られることが分かるだろう。また、
エラー電力スペクトラム評価装置40は、前述したウイ
ンドーイング手段21およびフーリエ変換手段22を含
むことが分かるだろう。
【0038】結論的に、式(3)で説明した通り、入力
信号(x(n))に対するスペクトラム(X(k))か
ら得たマスキング閾値(LTg(i))とエラー信号、
電力スペクトラム(E(i))により差値(PSD)が
計算され得る。ここで、i=1、・・・、Mである。前
述の歪曲値が0である場合、歪曲値がないことを表し、
0より大きい場合、歪曲値が大きいことを表す。
【0039】また、かかる歪曲値は、前述した表示手
段、即ち、CRT、セブンセグメントなどによって可視
的に表示され得る。
【0040】
【発明の効果】したがって、本発明のオーディオ信号歪
曲測定装置および方法は、M個の信号区間に対して、元
の信号と、比較しようとする信号に対応する人間の耳に
より感知され得る周波数区の差に対する成分を加えて平
均する方法であって、この方法による結果は、実際の聞
き取り評価の結果と符合することになり、この方法は広
帯域オーディオ信号に対する復号化された信号の歪曲程
度を定量化させ得る客観的な性能評価を可能にする効果
を有する。
【0041】本発明が代表的な一実施例として説明され
ており、数値的に表示されたが、そのハードウェア構成
は、本技術分野の熟練者であれば公知のもので、本発明
の思想および範囲での変更は、本発明の請求項に属する
ことが分かるだろう。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるオーディオ信号測定装置のブロッ
ク図である。
【図2】図1のマスキング閾値を求めるための装置のブ
ロック図である。
【符合の説明】
20 信号電力スペクトラム評価装置 21 ウインドーイング手段 30 マスキング閾値検出装置 40 エラー電力スペクトラム評価装置 50 歪曲値評価装置

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 オーディオ信号に対して入力信号(x
    (n))およびオーディオシステムを通過した出力信号
    (y(n))間のオーディオ信号歪曲を測定する方法で
    あって、 前記入力信号(x(n))の電力スペクトラム(X
    (k))に対して人間の聴覚特性のマスキング閾値(L
    Tg(i))を抽出するマスキング閾値抽出段階と、 前記入力信号(x(n))と前記出力信号(y(n))
    との間の時間領域上の差信号であるエラー信号(e
    (n))に対して電力スペクトラム値(E(i))を求
    めるスペクトラム評価段階と、 周波数領域上で、前記マスキング閾値(LTg(i))
    より前記エラー信号(e(n))に対する前記スペクト
    ラム値(E(i))がさらに大きい前記スペクトラム値
    (E(i))のみを全て加算し、加算された値を全体の
    周波数区間により定規化した値を信号の歪曲測定値とす
    る歪曲測定値評価段階とを含むオーディオ信号の歪曲測
    定方法。
  2. 【請求項2】 前記マスキング閾値抽出段階が、前記入
    力信号(x(n))を既設定された区間の区間入力信号
    (w(n))に分離するウインドーイング段階と、前記
    各区間入力信号(w(n))に対して電力スペクトラム
    (X(k))を求める離散フーリエ変換段階を含み、前
    記エラー電力スペクトラム評価段階が、前記エラー信号
    (e(n))を前記既設定された区間の区間入力信号に
    分離するウィンドウイング段階を含み、前記歪曲測定値
    評価段階が前記定規則化値を全体区間に対して算述評価
    した値を歪曲測定値として評価する請求項1記載の方
    法。
  3. 【請求項3】 オーディオ信号に対して入力信号(x
    (n))およびオーディオシステムを通過した出力信号
    (y(n))間のオーディオ信号歪曲を測定する装置で
    あって、 前記入力信号(x(n))の電力スペクトラム(X
    (k))に対して人間の聴覚特性のマスキング閾値(L
    Tg(i))を抽出するマスキング閾値抽出手段20、
    30と、 前記入力信号(x(n))と出力信号(y(n))との
    間の時間領域上の差信号であるエラー信号(e(n))
    に対して電力スペクトラム値(E(i))を求めるエラ
    ー電力スペクトラム評価手段40と、 周波数領域上において、前記マスキング閾値(LTg
    (i))より前記エラー信号(e(n))に対する前記
    スペクトラム値(E(i))がさらに大きい前記スペク
    トラム値(E(i))のみを全て加算し、加算された値
    を全体の周波数区間により定規化した値を信号の歪曲測
    定値とする歪曲測定値の評価手段50を含むオーディオ
    信号の歪曲測定装置。
  4. 【請求項4】 前記閾値抽出手段20、30が、前記入
    力信号(x(n))を既設定された区間の区間入力信号
    (w(n))に分離するウインドーイング手段21と、 前記区間入力信号(w(n))に対して電力スペクトラ
    ム(X(k))を求める離散フーリエ変換手段22を含
    み、 前記エラー電力スペクトラム評価手段40が、前記エラ
    ー信号(e(n))を前記既設定された区間の区間入力
    信号に分離するウインドーイング手段21を含み、 前記歪曲測定値の評価手段50が、前記定規化値を全体
    区間に対して算述評価した値を歪曲測定値として評価す
    る請求項3記載の装置。
JP5250863A 1992-10-07 1993-10-06 オーディオ信号の歪曲測定装置および測定方法 Pending JPH06201744A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019920018387A KR960009936B1 (ko) 1992-10-07 1992-10-07 오디오 신호의 왜곡 측정장치 및 방법
KR92-18387 1992-10-07

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06201744A true JPH06201744A (ja) 1994-07-22

Family

ID=19340747

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5250863A Pending JPH06201744A (ja) 1992-10-07 1993-10-06 オーディオ信号の歪曲測定装置および測定方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US5402495A (ja)
JP (1) JPH06201744A (ja)
KR (1) KR960009936B1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09321628A (ja) * 1996-05-29 1997-12-12 Nec Corp 音声符号化装置

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR950010340B1 (ko) * 1993-08-25 1995-09-14 대우전자주식회사 시간 매스킹 현상을 이용한 오디오 신호의 왜곡 측정장치
KR970005131B1 (ko) * 1994-01-18 1997-04-12 대우전자 주식회사 인간의 청각특성에 적응적인 디지탈 오디오 부호화장치
US6092040A (en) * 1997-11-21 2000-07-18 Voran; Stephen Audio signal time offset estimation algorithm and measuring normalizing block algorithms for the perceptually-consistent comparison of speech signals
US6594365B1 (en) * 1998-11-18 2003-07-15 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Acoustic system identification using acoustic masking
WO2002003758A1 (en) * 2000-07-05 2002-01-10 Nanyang Technological University Method and apparatus for perceptual evaluation of audio products
US7202731B2 (en) * 2005-06-17 2007-04-10 Visteon Global Technologies, Inc. Variable distortion limiter using clip detect predictor
WO2009149586A1 (en) * 2008-06-13 2009-12-17 Zoran Corporation Method and apparatus for audio receiver clock synchronization
DE102009034093A1 (de) 2009-07-21 2011-01-27 Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg Frequenzselektive Messvorrichtung und frequenzselektives Messverfahren
JP5380362B2 (ja) * 2010-05-17 2014-01-08 パナソニック株式会社 品質検査方法および品質検査装置
US10923135B2 (en) * 2018-10-14 2021-02-16 Tyson York Winarski Matched filter to selectively choose the optimal audio compression for a metadata file
CN117630515B (zh) * 2023-11-28 2024-05-17 中国地震局地震预测研究所 一种测温系统的噪声水平检测方法及装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09321628A (ja) * 1996-05-29 1997-12-12 Nec Corp 音声符号化装置

Also Published As

Publication number Publication date
US5402495A (en) 1995-03-28
KR960009936B1 (ko) 1996-07-25
KR940009696A (ko) 1994-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR950002442B1 (ko) 오디오 신호처리 시스템을 검사하기 위한 장치
Garg et al. An averaging method for accurately calibrating smartphone microphones for environmental noise measurement
WO2020037555A1 (zh) 评估麦克风阵列一致性的方法、设备、装置和系统
US6675114B2 (en) Method for evaluating sound and system for carrying out the same
KR101430321B1 (ko) 오디오 시스템의 지각 품질을 결정하기 위한 방법 및 시스템
JPH06201744A (ja) オーディオ信号の歪曲測定装置および測定方法
Scollie et al. Evaluation of electroacoustic test signals I: Comparison with amplified speech
EP2410516B1 (en) Method and system for the integral and diagnostic assessment of listening speech quality
US9807519B2 (en) Method and apparatus for analyzing and visualizing the performance of frequency lowering hearing aids
Stelmachowicz et al. Complex and pure-tone signals in the evaluation of hearing-aid characteristics
JP3350713B2 (ja) 騒音源の種類を特定する方法、その装置および媒体
Genuit Background and practical examples of sound design
JP4590545B2 (ja) 音響評価方法およびそのシステム
CN110574289A (zh) 用于调整音频信号的方法和装置以及音频系统
JP3584287B2 (ja) 音響評価方法およびそのシステム
JPH11142231A (ja) 騒音分析装置
US20080255834A1 (en) Method and Device for Evaluating the Efficiency of a Noise Reducing Function for Audio Signals
JP3611291B2 (ja) 非定常騒音のラウドネス評価装置
Sottek et al. Sound quality evaluation of fan noise based on hearing-related parameters
JP2784197B2 (ja) 周波数分析方法および装置
Højbjerg Measuring the loudness of door slams
CN118243214A (zh) 一种测量环境噪音中可听音调的测试方法
JP3546236B2 (ja) 騒音心理評価方法、その装置および媒体
Firestone Technique of sound measurements
Karjalainen Sound quality measurements of audio systems based on models of auditory perception