JPH11503276A - 信号特性決定装置およびその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 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特性を決定する本装置は、出力信号を受けるための第１直列回路及び参照信号を受けるための第２直列回路を有し、そして２つの直列回路に結合された結合回路によって客観的特性信号を発生する。該客観的特性信号とヒトである観察者により評価される主観的特性信号との低い相関は、少なくとも２つの信号パラメータを第３のパラメータに変換するために変換配列を直列回路に結合することによって、そして結合回路で該第３のパラメータを割引くために割引配列を該変換配列に結合することによって、著しく改善されうる。

Description

【発明の詳細な説明】 信号特性決定装置およびその方法 〔発明の背景〕 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特性を決 定するための装置に関するものである。該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、特性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特性 信号を発生するための積分配列を有している。 このような装置は第１参考文献：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特性測定」音響工学学会誌 、４０巻１２号、１９９２年１２月、９６３〜９７８頁、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特性を決める。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特性信号が発 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 な特性信号と人間によって知覚・評価される主観的な特性信号とが相関に乏しい という欠点をもっている。 〔本発明の要約〕 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特 性信号と人間によって知覚・評価される主観的な特性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、 少なくとも１つの直列回路につながれ、少なくとも２つの信号パラメータを第 ３信号パラメータに変換するための変換配列、および 該変換配列につながれ、第３信号パラメータを積分配列で割り引くための割引 配列を有することを特徴とする。 装置に変換配列と割引配列を付与することの結果、参照信号または出力信号の 複雑さが特性信号を調整するのに役立ち得る。変換と割引により、上記客観的な 特性信号と主観的な特性信号との間によい相関が得られる。 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特性信号と主観的な 特性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見い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、より複雑でない信号においてより複雑な信号においてよりも歪みが より客観的であるいう洞察に基づいている。 相関の乏しさという問題は、装置に変換配列と割引配列を付与することにより 、装置の機能を改善することで解決する。 本発明の装置の第１実施例は、少なくとも第１時点と第１周波数にある信号パ ラメータと、第２時点と第１周波数にある別の信号パラメータとを、第１周波数 にある第４信号パラメータに変換し、第１時点と第２周波数にあるさらなる信号 パラメータと第２時点と第２周波数にある別のさらなる信号パラメータとを、第 ２周波数にあるさらなる第４信号パラメータに変換し、割引配列が微分配列と積 分配列の中間に設けられ、第３信号パラメータが第４信号パラメータおよびさら なる第４信号パラメータからなることを特徴とする。 この場合、微分信号が時間と周波数に関して積分される前に調整がなされる。 本発明の装置の第２実施例は、変換配列が少なくとも第１時点と第１周波数に ある信号パラメータと第１時点と第２周波数にある別の信号パラメータとを、第 １時点にある第３信号パラメータに変換し、割引配列が積分配列内に設けられ、 微分信号が周波数に関して積分された後で、時間に関して積分される前に、第３ 信号パラメータを割り引くことを特徴とする。 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信号処理配列に有しているなら、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機能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準帯域（サブバンド）フィルター配列を有し、 該準帯域フィルター配列が、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。 ここで、準帯域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ルク（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 ペクトルとバル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特性 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微分信号を決定し、 時間と周波数に関し微分信号を積分することにより特性信号を発生する過程か らなる。 本発明の方法はさらに、 少なくとも２つの信号パラメータを第３信号パラメータに変換し、および第３ 信号パラメータを、微分信号の決定後、特性信号の発生前に割り引く過程を有す ることを特徴とする。 本発明の方法の第１実施例は、該方法が 少なくとも第１時点と第１周波数にある信号パラメータと第２時点と第１周波 数にある別の信号パラメータとを、第１周波数にある第４信号パラメータに変換 し、 第１時点と第２周波数にあるさらなる信号パラメータと第２時点と第２周波数 にある別のさらなる信号パラメータとを、 第２周波数にあるさらなる第４信号パラメータに変換し、および第４信号パラ メータおよびさらなる第４信号パラメータからなる第３信号パラメータを、微分 信号が時間と周波数に関して積分される前に割り引く過程からなることを特徴と する。 本発明の方法の第２実際例は、該方法が 少なくとも第１時点と第１周波数にある信号パラメータと第１時点と第２周波 数にある別の信号パラメータを、第１時点にある第３信号パラメータに変換し、 および第３信号パラメータを、微分信号が周波数に関し積分された後で時間に関 し積分される前に割り引く過程からな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 る過程が、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 ルとバル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。 〔参考文献〕 ・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特性測定」音響工学学会誌、４０巻１２号、１９９２年１２ 月、９６３〜９７８頁 ・同上「音楽コーディング特性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 ・ＵＳ４，８６０，３６０ ・ＥＰ０６２７７２７ ・ＥＰ０４１７７３９ ・ＤＥ３７０８００２ ・ＮＬ９５００５１２（オランダ優先権出願） 〔実施例の説明〕 図１は公知の信号処理配列、公知の圧縮配列、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、 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、 図３は同じく公知の圧縮配列のブロック図、 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、および 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。 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は特性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の第１出力は、カプリング１８を介して結合回路６の 第５入力につながっている。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）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ルクスペクトルで表 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ルクスペクトルで表された第 １（２）信号パラメータの場合、ヒアリング関数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）非線形回旋配列３６につながれ、該回旋配列３ ６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を経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を経て第１（２）加算器３ ０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ル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ルクスペ 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４ ２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５ ５を経て微分配列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を経て微分配列５４・５６の第２入力につながれている。微分配列５４・５ ６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。 微分配列５４・５６は微分信号を発生するための微分器５４と、微分信号の絶対 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。評価ユニット５７の出力は割引配列６１ の入力につながり、その制御入力は変換配列６０の出力につながっている。変換 配列６０の入力はカプリング１８を経て、結合回路６の第５入力につながってい る。割引配列６１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、特性信号を発生する。 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特 性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ルクスペクトルで 表される第１信号パラメータに変換する。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ル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 と調整され、あるいはバル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ルクスペク 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非線形回旋配列３６によっ て回旋される。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 ル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から特性信号として出される。 出力信号の特性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 算配列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、評価ユニット４２の入力に供給される制御信号を出す。 評価ユニットは第２直列回路信号を制御信号の関数として評価する。こうして評 価された第２直列回路信号は、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、客観的特性信号と主観的特性信号との間に、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 は微分配列５４・５６からくる微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、微分器５４（あるいは絶対値配列５６）が図示されていないが、微分信 号の振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。微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。 結合回路６が割引配列６１と変換配列６０を有するなら、さらに別の相関の改 善が得られる。変換配列６０が第１直列回路につながっている場合、第１信号処 理回路１からくる信号パラメータは変換配列６０に供給される。これらの第１信 号パラメータは時間スペクトルおよび周波数スペクトル（特にバルクスペクトル ）で表される。表１は１６個の第１信号パラメータＸを示し、各々は４つの時点 ｔ₁〜ｔ₄および４つの周波数ｆ₁〜ｆ₄からなる。 第１実施例（割引配列６１が微分配列５４・５６と積分器５８の間にある）に よれば、変換配列６０はたとえば４つの信号パラメータＸｔ₁，ｆ₁、Ｘｔ₂，ｆ₁ 、Ｘｔ₃，ｆ₁、Ｘｔ₄，ｆ₁を第４信号パラメータＹｆ₁に変換し、４つの信号パ ラメータＸｔ₁，ｆ₂、Ｘｔ₂，ｆ₂、Ｘｔ₃，ｆ₂、Ｘｔ₄，ｆ₂を別の第４信号パラ メータＹｆ₂に変換し、４つの信号パラメータＸｔ₁，ｆ₃、Ｘｔ₂，ｆ₃、Ｘｔ₃， ｆ₃、Ｘｔ₄，ｆ₃をさらに別の第４信号パラメータＹｆ₃に変換し、４つの信号パ ラメータＸｔ₁，ｆ₄、Ｘｔ₂，ｆ₄、Ｘｔ₃，ｆ₄、Ｘｔ₄，ｆ₄をまたさらに別の第 ４信号パラメータＹｆ₄に変換する。この変換はたとえば、各４つの信号パラメ ータの平均値を計算し、次に各４つの信号パラメータの最後のものと対応する平 均値との差の絶対値を取ることにより実現する。４つの第４番目の信号パラメー タは割引配列６１の制御入力に供給される。その入力で、割引配列６１は４つの パラメータＺｔ₄，ｆ₁、Ｚｔ₄，ｆ₂、Ｚｔ₄，ｆ₃、Ｚｔ₄，ｆ₄からなる微分信号 を受け、その出力で、これら４つの信号パラメータを発生する。各々は対応する ４つの信号パラメータで除算され、Ｚｔ₄，ｆ₁／Ｙｆ₁、Ｚｔ₄，ｆ₂／Ｙｆ₂、Ｚ ｔ₄，ｆ₃／Ｙｆ₃、Ｚｔ₄，ｆ₄／Ｙｆ₄の形になっている。 第２実施例（割引配列６１が積分器５８と時間平均配列５９の間にある）によ れば、変換配列６０はたとえば４つの信号パラメータＸｔ₄，ｆ₁、Ｘｔ₄，ｆ₂、 Ｘｔ₄，ｆ₃、Ｘｔ₄，ｆ₄と第３信号パラメータＷｔ₄に変換する。この 変換はたとえば、これら４つの信号パラメータの平均値を計算し、次にこれら４ つの信号パラメータの各々と平均値との差を計算し、その差を平方し、その差の 平方の総和の１／２乗値を取り、その１／２乗値を第３信号パラメータＷｔ₄に 等しいとすることにより実現する。この第３信号パラメータは割引配列６１の制 御入力に供給される。その入力で、割引配列６１は積分器５８からくる信号Ｖｔ₄ を受け、その出力で信号Ｖｔ₄／Ｗｔ₄を発生する。 第３実施例（割引配列６１が積分器５８と時間平均配列５９の間にある）によ れば、変換配列６０はたとえば４つの信号パラメータＸｔ₄，ｆ₁、Ｘｔ₄，ｆ₂、 Ｘｔ₄，ｆ₃、Ｘｔ₄，ｆ₄を第３信号パラメータＷｔ₄に変換する。この変換はた とえば、Ｙｆ₁、Ｙｆ₂、Ｙｆ₃、Ｙｆ₄の平均値を計算し、次に４つの信号パラメ ータＸｔ₄，ｆ₁、Ｘｔ₄，ｆ₂、Ｘｔ₄，ｆ₃、Ｘｔ₄，ｆ₄の各々と上記平均値との 差を計算し、その差を平方し、その差の平方の総和の１／２乗値を取り、その１ ／２乗値を第３信号パラメータＷｔ₄に等しいとすることにより得られる。この 第３信号パラメータは割引配列６１の制御入力に与えられる。その入力で、割引 配列６１は積分器５８からくる信号Ｖｔ₄を受け、その出力で信号Ｖｔ₄／Ｗｔ₄ を発生する。 装置に変換配列６０と割引配列６１を付与することの結果、参照信号または出 力信号の複雑さが特性信号を調整するのに使われ得る。この変換割引により、客 観的特性信号と主観的特性信号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他の歪みよりも客観的であると人間に検知され、２つの圧 縮配列を用いることによって改善され、さらにまた、より複雑でない信号におけ る歪みはより複雑な信号における歪みよりも客観的であるという洞察に基づいて いる。 通常、割引配列６１と変換配列６０は結合回路６内に設けられる。しかし、変 換配列６０はたとえば直列回路の一方にも設けてよい。図１で、結合回路６の第 ５入力は第１直列回路につながっているが、第２直列回路につなげてもよい。最 近、このことが相関をよりよく改善することが見い出されている。 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ｃｏ ｓ²関数のようなウインドー関数によって第１乗算配列２０で乗算され、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準帯域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／バルクユニット当たりのパワー密度関数 に変換する。この変換は第１参考文献の付録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 ルクスペクトルで表される特性によって、時間／バルクユニット当たりのパワー 密度関数を乗算する。 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 るように第１参考文献に開示されている。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）はバルクスペクト ルで表される特性関数で、第１参考文献の図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非線形回旋配列３６は拡張関数に供給された信号を回旋する。拡張関 数は第１参考文献の付録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／バル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。この関数で似て、０＜α＜１のパワーαに対し、時間／バルクユニ 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はたとえばバル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分割し、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にするため、乗算または除算 する。比決定配列４３は第１・第２直列回路信号を圧縮されたパワー密度関数の 形で受け、それらを分割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、第１参考文献に当業 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する。このすべてが第１参考文献の付録 Ｆに開示されている。微分器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 くる信号をバル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、信号処理回路の特性がより小さいか、より大 きいかを示す値をもつ特性信号が得られる。 すでに前記したように、客観的特性信号と主観的特性信号の間の相関は次の幾 つかの方法で改善される。 ・微分配列５４・５６と積分配列５８・５９の間に設けられた割引配列６１と、 変換配列６０を使用すること。 ・積分器５８と時間平均配列５９の間に設けられた割引配列６１と、変換配列６ ０を使用すること。 ・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。 ・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。 ・ある一定値をもち、オリジナルに決められる差から引かれる信号を受けるため の第３入力を有する微分配列５４・５６を使うこと。 ・ある一定値をもつ直列回路信号から引き出され、オリジナルに決められる差か ら引かれる信号を受けるための第３入力を有する微分配列５４・５６を使うこと 。 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 特性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、出力信号の特性は、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特性が決定される。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。この場合、参照信号は同様に変換配列６０に供給さ れ得る。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年１月２３日 【補正内容】 補正された請求の範囲 １．出力信号を受けるための第１入力（７）をもつ第１直列回路（１，４）、参 照信号を受けるための第２入力（８）をもつ第２直列回路（２，５）、および第 １直列回路（１，４）の第１出力と第２直列回路（２，５）の第２出力に接続さ れた、特性信号を発生するための結合回路（６）を有し、 第１直列回路（１，４）が 第１直列回路（１，４）の第１入力（７）に接続され、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（１）、および 第１信号処理配列（１）に接続された、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（４）を有し、 第２直列回路（２，５）が 第２入力（８）に接続された、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（５）を有し、 結合回路（６）が ２つの圧縮配列（４，５）に接続された、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（54，56）、および 微分配列（54，56）に接続された、時間と周波数に関し微分信号を積分する ことにより特性信号を発生するための積分配列（58，59）を有する装置であって 、 少なくとも１つの直列回路につながれ、少なくとも２つの信号パラメータを 第３信号パラメータに変換するための変換配列、但し、少なくとも２つの信号パ ラメータの１つは第１時点で周波数にあり、少なくとも２つの信号パラメータの 他方は更なる時点で更なる周波数にあり、少なくともそれぞれ該時点及び該更な る時点と該周波数及び該更なる周波数とは異なるものであり、 および 該変換配列（60）につながれ、積分配列信号で第３信号パラメータを割り引 くための割引配列（61）を有することを特徴とする、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特性を決定するための装置。 ２．前記変換配列（60）が、少なくとも第１時点と第１周波数にある信号パラメ ータと第２時点と第１周波数にある別の信号パラメータを、第１周波数にある第 ４信号パラメータに変換し、第１時点と第２周波数にあるさらなる信号パラメー タと第２時点と第２周波数にある別のさらなる信号パラメータを、第２周波数に あるさらなる第４信号パラメータに変換し、割引配列（61）が微分配列（54，56 ） と積分配列（58，59）の間に設けられ、第３信号パラメータが第４信号パラメ ータおよびさらなる第４信号パラメータからなることを特徴とする、請求項１の 装置。 ３．前記変換配列（60）が、少なくとも第１時点と第１周波数にある信号パラメ ータと第１時点と第２周波数にある別の信号パラメータを、第１時点にある第３ 信号パラメータに変換し、割引配列（61）が積分配列（58，59）内に設けられ、 微分信号が周波数に関して積分された後で、時間に関して積分される前に、第３ 信号パラメータを割り引くことを特徴とする、請求項１の装置。 ４．前記第２直列回路（２，５）が、さらに、 第２入力（８）に接続された、時間と周波数双方の関数として第２信号パラ メータを発生するための第２信号処理配列（５）を有し、 第２圧縮配列（５）が第２信号パラメータを圧縮するために第２信号処理配 列を有していることを特徴とする、請求項１、２又は３の装置。 ５．信号処理配列（１；２）が、 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時間領域で乗 算するための乗算配列（20）、および 該乗算配列（20）に接続されており乗算配列（20）からくる信号を周波数領 域に転換するための転換配列（21）を有し、 該転換配列（21）が、絶対値の決定後、時間と周波数の関数として信号パラ メータを発生することを特徴とする、請求項１、２、３又は４の装置。 ６．信号処理配列（１；２）が 信号処理配列の入力に送られる信号をフィルターに通すための準帯域フィル ター配列を有し、 該準帯域フィルター配列が、絶対値の決定後、時間と周波数の関数として信 号パラメータを発生することを特徴とする、請求項１、２、３又は４の装置。 ７．前記信号処理配列（１；２）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 トルとバルク（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（23）を有することを特徴とする、請求項５又は６の装置。 ８．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微分信号を決定し、 および時間と周波数に関し微分信号を積分することにより特性信号を発生す る過程からなり、 該方法がさらに、 少なくとも２つの信号パラメータを第３信号パラメータに変換し、但し、少 なくとも２つの信号パラメータの１つは第１時点で周波数にあり、少なくとも２ つの信号パラメータの他方は更なる時点で更なる周波数にあり、少なくともそれ ぞれ該時点及び該更なる時点と該周波数及び該更なる周波数とは異なるものであ り 、および、 該第３信号パラメータを、微分信号の決定後で特性信号の発生前の信号で割 り引く過程を有することを特徴とする、 参照信号に関し信号処理回路で発生される出力信号の特性を決定するための方 法。 ９．前記方法が 少なくとも第１時点と第１周波数にある信号パラメータと第２時点と第１周 波数にある別の信号パラメータを、第１周波数にある第４信号パラメータに変換 し、 第１時点と第２周波数にあるさらなる信号パラメータと第２時点と第２周波 数にある別のさらなる信号パラメータを、第２周波数にあるさらなる第４信号パ ラメータに変換し、および 第４信号パラメータおよびさらなる第４信号パラメータからなる第３信号パ ラメータを、時間と周波数に関して微分信号が積分される前に割り引く過程を 有することを特徴とする、請求項８の方法。 10．前記方法が 少なくとも第１時点と第１周波数にある信号パラメータと第１時点と第２周 波数にある別の信号パラメータを、第１時点にある第３信号パラメータに変換し 、該第３信号パラメータを、微分信号が周波数に関し積分された後に時間に関し 積分される前に、割り引く過程を有することを特徴とする、請求項８の方法。 11．前記参照信号に応答して第２圧縮信号パラメータを発生する過程が 参照信号に応答して時間と周波数双方の関数として第２信号パラメタを発生 し、および 第２信号パラメータを圧縮する過程からなることを特徴とする、請求項８、 ９又は１０の方法。 12．前記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 生する過程が 出力信号に応答して発生するさらに別の第１信号をウインドー関数によって 時間領域で乗算し、該さらに別の第１信号を周波数領域に転換し、絶対値の決定 後、時間と周波数の関数として信号パラメータを表す過程からなることを特徴と する、請求項８、９、１０又は１１の方法。 13．前記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 生する過程が、 出力信号に応答して発生するさらに別の第１信号をフィルターに通し、絶対 値の決定後、時間と周波数の関数として信号パラメータを表す過程からなること を特徴とする、請求項８、９、１０又は１１の方法。 14．前記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 生する過程が、 時間スペクトルと周波数スペクトルが表される信号パラメータを時間スペク トルとバル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、請求項１２又は１３の方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０３Ｈ 17/00 ６０１ Ｈ０３Ｈ 17/00 ６０１Ｇ ６０１Ｐ 17/02 ６１３ 17/02 ６１３Ｅ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，Ｕ Ｇ)，ＡＭ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ Ｎ，ＣＺ，ＥＥ，ＦＩ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＧ ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＶ，ＭＤ， ＭＧ，ＭＮ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ，ＲＵ，Ｓ Ｇ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．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、特性信号を発生するための結合回路を有し、 第１直列回路が 第１直列回路の第１入力に接続され、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、および 第１信号処理配列に接続された、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入力に接続された、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、 結合回路が ２つの圧縮配列に接続された、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、および 微分配列に接続された、時間と周波数に関し微分信号を積分することにより 特性信号を発生するための積分配列を有し、少なくとも１つの直列回路につなが れ、少なくとも２つの信号パラメータを第３信号パラメータに変換するための変 換配列、および 該変換配列につながれ、積分配列で第３信号パラメータを割り引くための割 引配列を有することを特徴とする、参照信号に関し信号処理回路によって発生さ れる出力信号の特性を決定するための装置。 ２．前記変換配列が、少なくとも第１時点と第１周波数にある信号パラメータと 第２時点と第１周波数にある別の信号パラメータを、第１周波数にある第４信号 パラメータに変換し、第１時点と第２周波数にあるさらなる信号パラメータと第 ２時点と第２周波数にある別のさらなる信号パラメータを、第２周波数にあるさ らなる第４信号パラメータに変換し、割引配列が微分配列と積分配列の間に設け られ、第３信号パラメータが第４信号パラメータおよびさらなる第４ 信号パラメータからなることを特徴とする、請求項１の装置。 ３．前記変換配列が、少なくとも第１時点と第１周波数にある信号パラメータと 第１時点と第２周波数にある別の信号パラメータを、第１時点にある第３信号パ ラメータに変換し、割引配列が積分配列内に設けられ、微分信号が周波数に関し て積分された後で、時間に関して積分される前に、第３信号パラメータを割り引 くことを特徴とする、請求項１の装置。 ４．前記第２直列回路が、さらに、 第２入力に接続された、時間と周波数双方の関数として第２信号パラメータ を発生するための第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に第２信号処理配列を有 していることを特徴とする、請求項１、２又は３の装置。 ５．信号処理配列が、 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時間領域で乗 算するための乗算配列、および 該乗算配列に接続された、乗算配列からくる信号を周波数領域に転換するた めの転換配列を有し、 該転換配列が、絶対値の決定後、時間と周波数の関数として信号パラメータ を発生することを特徴とする、請求項１、２、３又は４の装置。 ６．信号処理配列が 信号処理配列の入力に送られる信号をフィルターに通すための準帯域フィル ター配列を有し、 該準帯域フィルター配列が、絶対値の決定後、時間と周波数の関数として信 号パラメータを発生することを特徴とする、請求項１、２、３又は４の装置。 ７．前記信号処理配列が、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 トルとバルク（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 の変換配列を有することを特徴とする、請求項５又は６の装置。 ８．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微分信号を決定し、および時間と周波数に関 し微分信号を積分することにより特性信号を発生する過程からなり、 該方法がさらに、 少なくとも２つの信号パラメータを第３信号パラメータに変換し、および、 該第３信号パラメータを、微分信号の決定後で特性信号の発生前に割り引く 過程を有することを特徴とする、 参照信号に関し信号処理回路で発生される出力信号の特性を決定するための方 法。 ９．前記方法が 少なくとも第１時点と第１周波数にある信号パラメータと第２時点と第１周 波数にある別の信号パラメータを、第１周波数にある第４信号パラメータに変換 し、 第１時点と第２周波数にあるさらなる信号パラメータと第２時点と第２周波 数にある別のさらなる信号パラメータを、第２周波数にあるさらなる第４信号パ ラメータに変換し、および 第４信号パラメータおよびさらなる第４信号パラメータからなる第３信号パ ラメータを、時間と周波数に関して微分信号が積分される前に割り引く過程を有 することを特徴とする、請求項８の方法。 10．前記方法が 少なくとも第１時点と第１周波数にある信号パラメータと第１時点と第２周 波数にある別の信号パラメータを、第１時点にある第３信号パラメータに変換し 、該第３信号パラメータを、微分信号が周波数に関し積分された後に時間に関し 積分される前に、割り引く過程を有することを特徴とする、請求項８の方法。 11．前記参照信号に応答して第２圧縮信号パラメータを発生する過程が 参照信号に応答して時間と周波数双方の関数として第２信号パラメタを発生 し、および 第２信号パラメータを圧縮する過程からなることを特徴とする、請求項８、 ９又は１０の方法。 12．前記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 生する過程が 出力信号に応答して発生するさらに別の第１信号をウインドー関数によって 時間領域で乗算し、該さらに別の第１信号を周波数領域に転換し、絶対値の決定 後、時間と周波数の関数として信号パラメータを表す過程からなることを特徴と する、請求項８、９、１０又は１１の方法。 13．前記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 生する過程が、 出力信号に応答して発生するさらに別の第１信号をフィルターに通し、絶対 値の決定後、時間と周波数の関数として信号パラメータを表す過程からなること を特徴とする、請求項８、９、１０又は１１の方法。 14．前記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 生する過程が、 時間スペクトルと周波数スペクトルが表される信号パラメータを時間スペク トルとバル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、請求項１２又は１３の方法。