專利名稱：信號質(zhì)量確定裝置與方法
A發(fā)明背景本發(fā)明涉及一種用于確定由一個信號處理電路根據(jù)一個基準(zhǔn)信號而產(chǎn)生的一個輸出信號的質(zhì)量的裝置，該裝置帶有-第一串聯(lián)電路，它具有用于接收輸出信號的第一輸入端，該第一串聯(lián)電路帶有-第一信號處理組塊，它連接至第一串聯(lián)電路的第一輸入端，用于產(chǎn)生一個作為時間和頻率的函數(shù)的第一信號參量，和-第一壓縮組塊，它連接至第一信號處理組塊，用于壓縮第一信號參量并產(chǎn)生第一壓縮信號參量，-第二串聯(lián)電路，它具有用于接收基準(zhǔn)信號的第二輸入端，該第二串聯(lián)電路帶有-第二壓縮組塊，它連接至第二輸入端，用于產(chǎn)生第二壓縮信號參量，-一個組合電路，它連接至第一串聯(lián)電路的第一輸出端和第二串聯(lián)電路的第二輸出端，用于產(chǎn)生一個質(zhì)量信號，該組合電路帶有-一個差分組塊，它連接至兩個壓縮組塊，用于根據(jù)壓縮信號參量來確定一個差分信號，和-一個積分組塊，它連接至差分組塊，用于按時間和頻率對差分信號積分以產(chǎn)生質(zhì)量信號，-一個縮放電路，它連接于兩個壓縮組塊的輸入端之間，該縮放電路帶有-一個再積分組塊，用于按頻率對第一串聯(lián)電路信號和第二串聯(lián)電路信號積分，和-一個比較組塊，它連接至再積分組塊，用于比較兩個積分后的串聯(lián)電路信號并按比較結(jié)果對至少一個串聯(lián)電路信號進行縮放。
此一裝置由WO96/28953公開，此國際專利申請定義為一項改進已有裝置的發(fā)明，該已有裝置公開于無線電工程學(xué)會期刊第40卷第12號，1992年12月，特別是刊登于第963-978頁的由JohnG.Beerends和Jan A.Stemerdink所著的“一種基于音質(zhì)的聲音表示法的感覺性的音頻質(zhì)量測量”，尤其是其圖7。此處所述的這個已有裝置確定出由一個信號處理電路根據(jù)基準(zhǔn)信號所產(chǎn)生的輸出信號的質(zhì)量，該信號處理電路對于基準(zhǔn)信號而言例如是一個編解碼器。所述基準(zhǔn)信號是例如輸送至信號處理電路的一個輸入信號，雖然也包括可以采用一個預(yù)先計算好的理想化的輸出信號作為基準(zhǔn)信號。第一信號參量作為時間和頻率的函數(shù)由與第一串聯(lián)電路相關(guān)聯(lián)的第一信號處理組塊根據(jù)輸出信號而產(chǎn)生，然后第一信號參量被與第一串聯(lián)電路相關(guān)聯(lián)的第一壓縮組塊壓縮。在此連接方式中，所述第一信號參量的中間操作處理絕不能取消。第二信號參量由與第二串聯(lián)電路相關(guān)聯(lián)的第二壓縮組塊根據(jù)基準(zhǔn)信號而壓縮。在此連接方式中，所述第二信號參量的進一步操作處理也絕不能取消。兩個壓縮信號的差分信號由與組合電路相關(guān)聯(lián)的差分組塊決定，然后由與組合電路相關(guān)聯(lián)的積分組塊按時間和頻率對差分信號積分而產(chǎn)生質(zhì)量信號。由于增加了縮放電路，此已有裝置得到改進。因為有此縮放電路，由所述改進的裝置所評定的客觀質(zhì)量信號與由人類觀察者所評定的主觀質(zhì)量信號具有良好的相關(guān)性。
然而，特別地，這種裝置的缺點是，當(dāng)信號處理電路包含無線電連接方式時，由所述裝置所評定的客觀質(zhì)量信號與由人類觀察者所評定的主觀質(zhì)量信號的相關(guān)性是不良的。B發(fā)明概述本發(fā)明的目的是，特別地，提供一種如序言部分所述類型的裝置，使得由所述裝置所評定的客觀質(zhì)量信號與由人類觀察者所評定的主觀質(zhì)量信號具有較好的的相關(guān)性。
為達(dá)到此目的，根據(jù)本發(fā)明的裝置具有這樣的特征，即該裝置包括-一個折扣組塊，它連接在比較組塊與積分組塊之間，用于對在積分組塊中進行的比較施以折扣。
由于該裝置有了折扣組塊，特別是出現(xiàn)在兩個串聯(lián)電路信號之間的大幅度的差值可在積分組塊中受得折扣。由于有所述折扣，即使當(dāng)需要確定其質(zhì)量的信號是經(jīng)無線電連接方式傳輸?shù)臅r候，也可獲得由所述裝置所評定的客觀質(zhì)量信號與由人類觀察者所評定的主觀質(zhì)量信號之間的良好的的相關(guān)性。
特別地，本發(fā)明基于了解到，由所述裝置所評定的客觀質(zhì)量信號與由人類觀察者所評定的主觀質(zhì)量信號之間的不良的的相關(guān)性也會特別導(dǎo)致這樣的情況，即尤其當(dāng)串聯(lián)電路信號之間出現(xiàn)大的差值時，不言而喻意味著差的質(zhì)量。
采用連接至縮放電路的折扣組塊，可解決相關(guān)性不良的問題。
應(yīng)該指出的是，當(dāng)信號處理電路包含異步轉(zhuǎn)移模式并當(dāng)信號處理電路產(chǎn)生很不同于源自或?qū)儆诨鶞?zhǔn)信號的信號時，采用折扣組塊也可改善相關(guān)性。
根據(jù)本發(fā)明的裝置的第一實施例具有這樣的特性，即其縮放電路帶有-一個縮放單元，其中包括-一個輸入端，連接至第一信號處理組塊的輸出端，-一個輸出端，連接至第一壓縮組塊的輸入端，和-一個控制輸入端，連接至用于根據(jù)比較結(jié)果對第一串聯(lián)電路信號進行縮放的比較組塊的輸出端。
由于提供了帶有用于對第一串聯(lián)電路信號進行縮放的縮放單元的縮放電路，縮放電路的功能發(fā)揮得最好。于是，相關(guān)性又得到進一步的改善。
根據(jù)本發(fā)明的裝置的第二實施例具有這樣的特性，即其積分組塊包括-一個用于對差分信號按頻率積分的積分器，和-一個用于對已積分過的差分信號再按時間積分以產(chǎn)生質(zhì)量信號的時間平均組塊，折扣組塊，其中包括-一個用于對源自比較組塊的比較信號進行處理的處理組塊，和-一個乘法組塊，其中包括-第一輸入端，連接至處理組塊的輸出端，-第二輸入端，連接至積分器的輸出端，和-一個輸出控制端，連接至?xí)r間平均組塊的輸入端。
由于提供了帶有處理組塊和乘法組塊的折扣組塊，而其中后者連接在積分器與時間平均組塊之間，折扣組塊便以最有效的方式連接至積分組塊。
根據(jù)本發(fā)明的裝置的第三實施例具有這樣的特性，即其處理組塊將比較信號提升至強度P，其中0＜P＜1。
在此連接方式中，大幅度的差值將根據(jù)兩個串聯(lián)電路信號之間的關(guān)系進行再縮放。
根據(jù)本發(fā)明的裝置的第四實施例具有這樣的特性，即其第二串聯(lián)電路還帶有-第二信號處理組塊，它連接至第二輸入端，用于產(chǎn)生作為時間和頻率兩者的函數(shù)的第二信號參量，第二壓縮組塊連接至第二信號處理組塊以壓縮第二信號參量。
本發(fā)明還涉及一種用于確定由一個信號處理電路根據(jù)一個基準(zhǔn)信號而產(chǎn)生的一個輸出信號的質(zhì)量的方法，該方法包括以下步驟-根據(jù)輸出信號產(chǎn)生作為時間和頻率的函數(shù)的第一信號參量，-對第一信號參量和第二信號參量按頻率積分，-將積分后的第一和第二信號參量進行比較，-根據(jù)一個比較信號對第一和第二信號參量中的至少一個進行縮放，-壓縮第一信號參量和第二信號參量，-根據(jù)壓縮了的信號參量確定一個差分信號，及-對差分信號按頻率和時間積分以產(chǎn)生一個質(zhì)量信號。
根據(jù)本發(fā)明的方法具有這樣的特性，即該方法還包括步驟-在對差分信號按頻率和時間進行積分時對比較信號施以折扣。
根據(jù)本發(fā)明的方法的第一實施例具有這樣的特性，即該方法包括步驟-根據(jù)比較結(jié)果對第一信號參量進行縮放。
根據(jù)本發(fā)明的方法的第二實施例具有這樣的特性，即該方法包括以下步驟-處理比較信號，-對差分信號按頻率積分，-將積分后的差分信號乘以處理過的比較信號以產(chǎn)生一個結(jié)果信號，及-對結(jié)果信號按時間積分。
根據(jù)本發(fā)明的方法的第三實施例具有這樣的特性，即處理比較信號的步驟包括將比較信號提升至強度P的步驟，其中0＜P＜1。
根據(jù)本發(fā)明的方法的第四實施例具有這樣的特性，即該方法包括步驟-根據(jù)基準(zhǔn)信號產(chǎn)生作為時間和頻率兩者的函數(shù)的第二信號參量。C對比文件* WO96/28953* WO96/28950* WO96/28952* 無線電工程學(xué)會期刊第40卷第12號，1992年12月，特別是由John G.Beerends和Jan A.Stemerdink所著的“一種基于音質(zhì)的聲音表示法的感覺性的音頻質(zhì)量測量”，第963-978頁。*“在音樂編解碼器的質(zhì)量測量中的感知模擬”，作者John G.Beerends和Jan A.Stemerdink，發(fā)表于第96屆大會，1994年2月26日至3月1日，阿姆斯特丹。
所有對比文件，包括在這些對比文件中引用的文字，都被視為本專利申請的構(gòu)成部分。D實施例參照附圖所示的實施例子對本發(fā)明做較詳細(xì)的解釋。附圖中

圖1示出根據(jù)本發(fā)明的一個裝置，其中包括，已知的信號處理組塊，已知的壓縮組塊，根據(jù)本發(fā)明的縮放電路和根據(jù)本發(fā)明的組合電路，圖2示出用于根據(jù)本發(fā)明的裝置中的已知的信號處理組塊，圖3示出用于根據(jù)本發(fā)明的裝置中的已知的壓縮組塊，圖4示出用于根據(jù)本發(fā)明的裝置中的根據(jù)本發(fā)明的縮放電路，圖5示出用于根據(jù)本發(fā)明的裝置中的根據(jù)本發(fā)明的組合電路。
如圖1所示的根據(jù)本發(fā)明的裝置包括一個帶有用于接收輸出信號的第一輸入端7的第一信號處理組塊1，該輸出信號源自一個例如是編解碼器的信號處理電路。第一信號處理組塊1的第一輸出端經(jīng)連接線9連接至縮放電路3的第一輸入端。根據(jù)本發(fā)明的裝置還包括一個帶有用于接收輸入信號的第二輸入端8的第一信號處理組塊2，該輸入信號輸至一個例如是編解碼器的信號處理電路。第二信號處理組塊2的第二輸出端經(jīng)連接線10連接至縮放電路3的第二輸入端?？s放電路3的第一輸出端經(jīng)連接線11連接至第一壓縮組塊4的第一輸入端，縮放電路3的第二輸出端經(jīng)連接線12連接至第二壓縮組塊5的第二輸入端。第一壓縮組塊4的第一輸出端經(jīng)連接線13連接至組合電路6的第一輸入端，第二壓縮組塊5的第二輸出端經(jīng)連接線16連接至組合電路6的第二輸入端?？s放電路3的第三輸出端經(jīng)連接線14連接至組合電路6的第三輸入端，第二壓縮組塊5的第二輸出端，或連接線16，經(jīng)連接線15連接至組合電路6的第四輸入端，組合電路6具有用于產(chǎn)生一個質(zhì)量信號的輸出端17?？s放電路3的第四輸出端經(jīng)連接線18連接至組合電路6的第五輸入端。第一信號處理組塊1與第一壓縮組塊4一起相當(dāng)于第一串聯(lián)電路，第二信號處理組塊2與第二壓縮組塊5一起相當(dāng)于第二串聯(lián)電路。
圖2所示的已知的第一(或第二)信號處理組塊1(或2)包括第一(或第二)倍增器20，用于在時間域內(nèi)借助于窗口函數(shù)對輸送給第一(或第二)信號處理組塊1的第一輸入端7(或第二輸入端8)的或源自信號處理電路(例如編解碼器)的輸出信號(或輸入信號)進行倍增；一個連接至第一(或第二)倍增器20的第一(或第二)變換器21，用于將來自第一(或第二)倍增器20的信號變換到頻率域；第一(或第二)絕對值組塊22，用于確定來自第一(或第二)變換器21的信號的絕對值以產(chǎn)生作為時間和頻率的函數(shù)的第一(或第二)正信號參量；第一(或第二)轉(zhuǎn)換器23，用于將來自第一(或第二)絕對值組塊22的并且以時間譜和頻率譜表示的第一(或第二)正信號參量轉(zhuǎn)換為以時間譜和吠聲譜(Bark spectrum)表示的第一(或第二)信號參量；以及第一(或第二)折扣器24，用于對源自第一(或第二)轉(zhuǎn)換器的并且以時間譜和吠聲譜表示的第一(或第二)信號參量在聽覺作用上施以折扣，然后將該信號經(jīng)連接線9(或10)傳輸。
圖3所示的第一(或第二)壓縮組塊4(或5)經(jīng)連接線11(或12)接收輸送給第一(或第二)加法器30的第一(或第二)輸入端的信號參量，其第一(或第二)輸出端經(jīng)連接線31一方面連接至第三(或第四)乘法器32的第一(或第二)輸入端，另一方面連接至第一(或第二)非線性卷積組塊36，該卷積組塊又連接至第一(或第二)壓縮組塊37，用以經(jīng)連接線13(或16)產(chǎn)生第一(或第二)壓縮信號參量。第三(或第四)乘法器32還有第一(或第二)輸入端，用于接收一個輸入信號，和第一(或第二)輸出端，它連接至第一(或第二)延時組塊34的第一(或第二)輸入端，該延時組塊的第一(或第二)輸出端連接至加法器30的另第一(或第二)輸入端。
圖4所示的縮放電路包括一個再積分組塊40，其第一輸入端連接至縮放電路3的第一輸入端，從而連接至連接線9，用以接收第一串聯(lián)電路信號(以時間譜和吠聲譜表示的第一信號參量)，其第二輸入端連接至縮放電路3的第二輸入端，從而連接至連接線10，用以接收第二串聯(lián)電路信號(以時間譜和吠聲譜表示的第二信號參量)。用于產(chǎn)生積分后的第一串聯(lián)電路信號的再積分組塊40的第一輸出端連接至比較組塊41的第一輸入端，再積分組塊40的第二輸出端連接至比較組塊41的第二輸入端?？s放電路3的第一輸入端連接至一個縮放單元42的第一輸入端，第二輸出端連接至縮放單元42的輸出端，并且連接線9經(jīng)縮放電路3順序經(jīng)過縮放單元42接通至連接線11?？s放電路3的第二輸入端連接至第二輸出端，并且連接線10經(jīng)縮放電路3順序接通至連接線12。用于產(chǎn)生比較信號的比較組塊41的輸出端連接至縮放單元42的控制輸入端，并經(jīng)縮放電路3的第四輸出端連接至連接線18?？s放單元42的輸出端，或連接線11，連接至一個比值確定組塊43的第一輸入端，縮放電路3的第二輸入端，或連接線10或連接線12，連接至比值確定組塊43的第二輸入端，比值確定組塊的輸出端連接至縮放電路3的第三輸出端，然后連接至連接線14以產(chǎn)生一個縮放信號。
圖5所示的組合電路6包括一個再比較組塊50，其第一輸入端連接至組合電路6的第一輸入端以經(jīng)連接線13接收第一壓縮信號參量，其第二輸入端連接至組合電路6的第二輸入端以經(jīng)連接線16接收第二壓縮信號參量。組合電路6的第一輸入端還連接至一個差分組塊54，56的第一輸入端。用于產(chǎn)生一個再縮放信號的再比較組塊50的輸出端經(jīng)一個連接線51連接至縮放組塊52的控制輸入端，縮放組塊52的輸入端連接至組合電路6的第二輸入端以經(jīng)連接線16接收第二壓縮信號參量，其輸出端經(jīng)連接線53連接至差分組塊54,56的第二輸入端用以根據(jù)互相縮放的壓縮信號參量而確定一個差分信號。差分組塊54,56的第三輸入端連接至組合電路6的第四輸入端，用以經(jīng)連接線15接收經(jīng)連接線16所接收的第二壓縮信號參量。差分組塊54，56包括一個用于產(chǎn)生差分信號的差分器54和一個用于確定該差分信號的絕對值的再絕對值組塊56，其輸出端連接至一個再縮放組塊57的輸入端，再縮放組塊57的控制輸入端連接至組合電路6的第三輸入端，用以經(jīng)連接線14接收縮放信號。再縮放組塊57的輸出端連接至一個積分組塊58，59的輸入端，用以對縮放后的差分信號的絕對值按時間和頻率積分。組合電路6還帶有一個折扣組塊60，61，其中包括一個處理組塊60和一個乘法組塊61。處理組塊60的輸入端經(jīng)組合電路6的第五輸入端連接至連接線18以接收比較信號，處理組塊60的輸出端連接至乘法組塊61的第一輸入端。積分組塊58，59包括串聯(lián)相接的一個積分器58和一個時間平均組塊59，后者的輸出端連接至組合電路6的輸出端17以產(chǎn)生質(zhì)量信號。積分器58的輸出端連接至乘法組塊61的第二輸入端，而乘法組塊的輸出端連接至?xí)r間平均組塊59的輸入端。
以下，正如在所參照的國際專利申請文件中所描述的那樣，說明用于確定輸出信號質(zhì)量的已知的裝置的運作過程，該輸出信號由例如編解碼器的信號處理電路產(chǎn)生，而已知的裝置中并沒有如圖5那樣較詳細(xì)示出的折扣組塊60，61。
例如編解碼器的信號處理電路的輸出信號被輸送至輸入端7，然后第一信號處理電路1將所述輸出信號轉(zhuǎn)換為由時間譜和吠聲譜所表示的第一信號參量。這個過程為，由第一倍增器20通過由時間譜所表示的窗口函數(shù)倍增由時間譜所表示的輸出信號；然后，所得出的由時間譜所表示的信號由第一變換器21變換到頻率域，例如采用快速傅立葉變換的方法；然后，所得出的由時間譜和頻率譜表示的信號的絕對值由第一絕對值組塊22確定，例如采用平方的方法；然后，所得出的由時間譜和頻率譜表示的信號參量由第一轉(zhuǎn)換器23轉(zhuǎn)換成由時間譜和吠聲譜所表示的信號參量，例如采用基于非線性頻率范圍(也稱為吠聲頻率范圍)的重復(fù)采樣的方法；該信號然后由第一折扣器24調(diào)整以適于聽覺功能，或者被濾波，例如采用由吠聲譜表示其特性的倍增的方法。
按照相對應(yīng)的方式，例如編解碼器的信號處理電路的輸出信號被輸送至輸入端8，然后第二信號處理電路2將所述輸出信號轉(zhuǎn)換為由時間譜和吠聲譜所表示的第二信號參量。
第一串聯(lián)電路信號(由時間譜和吠聲譜表示的第一信號參數(shù))經(jīng)連接線9接收并由縮放電路3的第一輸入端輸送至再積分組塊40的第一輸入端，第二串聯(lián)電路信號(由時間譜和吠聲譜表示的第二信號參數(shù))經(jīng)連接線10接收并由縮放電路3的第二輸入端輸送至再積分組塊40的第二輸入端，該積分組塊對兩個串聯(lián)電路信號按頻率積分，積分后的第一串聯(lián)電路信號經(jīng)再積分組塊40的第一輸出端輸送至比較組塊41的第一輸入端，積分后的第二串聯(lián)電路信號經(jīng)再積分組塊40的第二輸出端輸送至比較組塊41的第二輸入端。比較組塊將兩個積分后的串聯(lián)電路信號進行比較并據(jù)此相應(yīng)地產(chǎn)生比較信號，此比較信號被輸送至縮放組塊42的控制輸入端?？s放組塊對經(jīng)連接線9和縮放電路3的第一輸入端所接收的作為所述比較信號的函數(shù)(即是說，增加或減小所述第一串聯(lián)電路信號的幅度)的第一串聯(lián)電路信號(由時間譜和吠聲譜表示的第一信號參數(shù))進行縮放，并產(chǎn)生一個縮放了的第一串聯(lián)電路信號，經(jīng)縮放組塊42的輸出端輸送至縮放電路3的第一輸出端；在本例中，縮放電路3的第二輸入端直接連接至縮放電路3的第二輸出端。在本例中，縮放了的第一串聯(lián)電路信號和第二串聯(lián)電路信號分別經(jīng)縮放電路3被分別輸送至第一壓縮組塊4和第二壓縮組塊5。
所得出的由時間譜和吠聲譜表示的縮放后的第一信號參量又由第一壓縮組塊4轉(zhuǎn)換成為由時間譜和吠聲譜表示的第一壓縮信號參量。利用第一加法器30，第三乘法器32和第一延時組塊34，可完成將由時間譜和吠聲譜表示的信號參量乘以由吠聲譜表示的輸入信號，例如按指數(shù)規(guī)律減小的信號，然后所得出的由時間譜和吠聲譜表示的信號參量經(jīng)延時后被加到由時間譜和吠聲譜表示的的信號參量，然后所得出的由時間譜和吠聲譜表示的信號參量由帶有由吠聲譜表示的擴散函數(shù)的第一非線性卷積組塊36進行卷積運算，然后所得出的由時間譜和吠聲譜表示的信號參量再由第一壓縮組塊37壓縮。
按照相對應(yīng)的方式，由時間譜和吠聲譜所表示的第二信號參量經(jīng)第二壓縮組塊5轉(zhuǎn)換成為由時間譜和吠聲譜表示的第二壓縮信號參量。
第一和第二壓縮信號分別經(jīng)各自的連接線13和16輸送至組合電路6，目前假設(shè)其為一個標(biāo)準(zhǔn)的組合電路，并不帶有如圖5較詳細(xì)所時的折扣組塊60，61。兩個壓縮信號參量由再比較組塊50積分并互相比較，然后再比較組塊50產(chǎn)生一個再縮放信號，它表示例如兩個壓縮信號參量之間的平均比值。所述再縮放信號被輸送至縮放組塊52，在這里，該組塊縮放第二壓縮信號參量(即是說，第二壓縮信號參量作為縮放信號的函數(shù)而增減)。顯然，縮放組塊52也可按本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的方式被用于縮放第一壓縮信號參量而不是第二壓縮信號參量，而且又可按本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的方式被制成兩個縮放組塊，用于同時互相縮放兩個壓縮信號參量。差分信號由差分器54從互相縮放的壓縮信號參量產(chǎn)生，差分信號的絕對值再由再絕對值組塊56確定。所得出的信號由積分器58按吠聲譜積分并由時間平均組塊59按時間譜積分，由輸出端17產(chǎn)生質(zhì)量信號，它表示著例如編解碼器的信號處理電路的質(zhì)量的客觀方式。
由于采用縮放電路3，通常會在由根據(jù)本發(fā)明的裝置所評定的客觀質(zhì)量信號與由人類觀察者所評定的主觀質(zhì)量信號之間得到良好的相關(guān)性。這全是基于特別地了解到，已知裝置所評定的客觀質(zhì)量信號與人類觀察者所評定的主觀質(zhì)量信號之間的不良的相關(guān)性尤其是來自于這樣的情況，即人類觀察者對于確定的失真比其他的失真更加難以接受，由于采用兩個壓縮組塊，這種不良的相關(guān)性得以改善；還基于特別地了解到，由于采用了縮放電路3，用兩個壓縮組塊4和5的功能較好于用任何單個的壓縮組塊，這進一步改善了相關(guān)性。
由于縮放電路3的第二輸入端，或連接線10或連接線12，連接至比值確定組塊43的第二輸入端，而縮放組塊42的輸出端，或連接線11，連接至比值確定組塊43的第一輸入端，比值確定組塊43就能夠得出縮放后的第一串聯(lián)電路信號與第二串聯(lián)電路信號的相互比值，并由比值確定組塊43的輸出端產(chǎn)生作為該相互比值的函數(shù)的縮放信號，該縮放信號經(jīng)縮放電路3的第三輸出端并又經(jīng)連接線14輸送至組合電路6的第三輸入端。所述縮放信號被輸送至組合電路6的再縮放組塊57，它以所述縮放信號的函數(shù)的方式對源自差分組塊54，56的差分信號的絕對值進行縮放(即是說，對所述絕對值的幅度進行增減)。結(jié)果，已改善的相關(guān)性獲得進一步的改善，這是因為仍存在于縮放后的第一串聯(lián)電路信號和第二串聯(lián)電路信號之間的差值在組合電路中被施以折扣，其結(jié)果是積分組塊58，59更好地發(fā)揮功能。
如果差分器54(或再絕對值組塊56)帶有一個圖中沒有示出的再調(diào)整組塊，例如用減法器的形式將差分信號的幅度稍微減小，相關(guān)性會得到進一步的改善。差分信號的幅度最好以串聯(lián)電路信號的一種函數(shù)的方式來減小，正如在本例中，它以源自第二壓縮組塊5的壓縮后的第二信號參量的函數(shù)的方式來減小，其結(jié)果是積分組塊58，59的功能會更好。這使得已經(jīng)很好的相關(guān)性又獲得進一步的改善。
然而，當(dāng)信號處理電路包含例如無線電連接方式時，由所述裝置所評定的客觀質(zhì)量信號與由人類觀察者所評定的主觀質(zhì)量信號會有不良的相關(guān)性。這個問題由采用根據(jù)本發(fā)明的裝置便可得到解決，這個裝置帶有折扣組塊60，61。
根據(jù)本發(fā)明的用于確定由例如編解碼器的信號處理電路所產(chǎn)生的輸出信號的質(zhì)量的運作過程，已如上所述，現(xiàn)作補充如下。
處理組塊60從比較組塊41經(jīng)連接線18接收比較信號，該比較信號例如被提升至強度P，其中0＜P＜1。P的若干可能值為，例如，P＝0.2或P＝0.3或P＝0.4或P＝0.5。利用乘法組塊61，處理后的比較信號又乘以積分后的信號(按吠聲譜積分)，所得出的信號再由時間平均組塊59按時間譜積分并由輸出端17產(chǎn)生質(zhì)量信號，它表示著信號處理電路的質(zhì)量的客觀方式。
由于提供了這種帶有折扣組塊60，61的裝置，特別當(dāng)兩個串聯(lián)電路信號之間存在大幅度的差值時，可以在積分組塊58，59施以折扣。由于有所述折扣，可在由所述裝置所評定的客觀質(zhì)量信號與人類觀察者所評定的主觀質(zhì)量信號之間獲得良好的相關(guān)性，即使當(dāng)需確定其質(zhì)量的信號是經(jīng)無線電方式傳輸?shù)摹?br> 本發(fā)明是基于特別地了解到，已知裝置所評定的客觀質(zhì)量信號與人類觀察者所評定的主觀質(zhì)量信號之間的不良的相關(guān)性尤其是來自于這樣的情況，特別當(dāng)兩個串聯(lián)電路信號之間存在大幅度的差值時，不言而喻意味著差的質(zhì)量。
應(yīng)該指出的是，當(dāng)信號處理電路包含異步轉(zhuǎn)移模式并且當(dāng)信號處理電路產(chǎn)生的信號很不同于源自基準(zhǔn)信號的信號時，采用折扣組塊60，61也可改善相關(guān)性。
如前面所述的圖2所示的第一信號處理組塊1的各組件，已在對比文件中按照本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的方式充分地描述。第一倍增器20通過窗口函數(shù)分別在時間和幅度兩方面對源自例如編解碼器的信號處理電路的數(shù)字輸出信號倍增，該窗口函數(shù)例如是由時間譜表示的一個所謂余弦平方函數(shù)，然后所得出的由時間譜表示的信號由第一變換器21變換到頻率域，例如采用快速傅立葉變換的方法；然后，所得出的由時間譜和頻率譜表示的信號的絕對值由第一絕對值組塊22確定，例如采用平方的方法。最后，得出每時間/頻率單位的強度密度函數(shù)。獲得所述信號的另一種方法是采用用于對數(shù)字輸出信號進行濾波的子帶濾波組塊，在確定絕對值之后，該子帶濾波組塊產(chǎn)生一個形式為每時間/頻率單位的強度密度函數(shù)的作為時間和頻率的函數(shù)的信號參量。第一轉(zhuǎn)換器23將所述每時間/頻率單位的強度密度函數(shù)轉(zhuǎn)換成每時間/吠聲單位的強度密度函數(shù)，采用的方法是例如基于非線性頻率范圍的重復(fù)采樣，該范圍又稱為吠聲范圍，這種轉(zhuǎn)換在第四篇對比文件的附件A中有所描述；為了進行適于聽覺功能的調(diào)整，第一折扣器24對所述每時間/吠聲單位的強度密度函數(shù)施以折扣，所依據(jù)的例如是由吠聲譜表示的特性。
如前面所述的圖3所示的第一壓縮組塊4的各組件，已在第四篇對比文件中按照本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的方式充分地描述。按聽覺功能調(diào)整的每時間/吠聲單位的強度密度函數(shù)由乘法器32乘以一個按指數(shù)遞減的信號，例如exp{-T/τ(z)}。此處T等于窗口函數(shù)的長度的50％，從而代表一確定的時間間隔的一半；經(jīng)過該確定的時間間隔之后，第一乘法器20總是將輸出信號乘以一個由時間譜表示的窗口函數(shù)(例如，40毫秒的50％為20毫秒)。此式中，τ(z)為一特征值，它由吠聲譜表示，在第一篇對比文件的圖6中示出了其細(xì)節(jié)。第一延時組塊34將此乘法運算的乘積延時一個時間長度T，或者確定的時間間隔的一半。第一非線性卷積組塊36對由吠聲譜表示的一個擴散函數(shù)所提供的信號進行卷積，或?qū)⒚繒r間/吠聲單位的強度密度函數(shù)沿吠聲范圍擴散，在第四篇對比文件的附件B中對此有所描述。第一壓縮單元37對按照由每時間/吠聲單位表示的強度密度函數(shù)的形式所提供的信號進行壓縮，做到例如將由每時間/吠聲單位表示的強度密度函數(shù)提升至強度α，其中0＜α＜1。
圖4所示的縮放電路3的組件可按本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的方式組合。再積分組塊40包括例如兩個分立的積分器，用于分開對兩個由吠聲譜提供的串聯(lián)電路信號積分，然后，形式例如為除法器的比較組塊41對兩個積分后的信號逐個做除法，并將除法運算的結(jié)果或其相反數(shù)作為控制信號輸送至縮放單元42，該縮放單元在形式上例如是一個乘法器或除法器，它將第二串聯(lián)電路信號乘以或除以上述除法運算的結(jié)果或其相反數(shù)，以便使兩個串聯(lián)電路信號以平均的角度來看是大小相等的。比值確定組塊43接收壓縮過的第一和縮放后的第二串聯(lián)電路信號、由每時間/吠聲單位表示的擴散強度密度函數(shù)，并逐個施以除法，以產(chǎn)生縮放信號，該縮放信號在形式上為由每時間/吠聲單位表示的除法運算結(jié)果或其相反數(shù)，視再縮放單元57的結(jié)構(gòu)為乘法器還是除法器而定。
如前面所述的圖5所示的第一組合電路6的各組件，除組件57和組件54的一部分以外，已在第四篇對比文件中按照本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的方式充分地描述。再比較組塊50包括例如兩個分立的積分器，用于分開對由例如三部分分開的吠聲譜提供的兩個串聯(lián)電路信號積分，該組塊還包括例如一個除法器，用于對吠聲譜的每個部分的兩個積分后的信號逐個做除法運算，并將除法運算的結(jié)果或其相反數(shù)作為縮放信號輸送至縮放組塊52，該縮放組塊在形式上例如是一個乘法器或除法器，它將各串聯(lián)電路信號乘以或除以上述除法運算的結(jié)果或其相反數(shù)，以便使兩個串聯(lián)電路信號在吠聲譜的各部分以平均的角度來看是大小相等的。在第四篇對比文件的附件F中對此全有描述。差分器54得出兩個相互縮放的串聯(lián)電路信號之間的差值。如果該差值是負(fù)值，便加上一個常數(shù)，如果該差值是正值，便減去一個常數(shù)，例如通過檢測它是小于或是大于零值，然后加上或減去該常數(shù)。然而，可首先由再絕對值組塊56確定該差值的絕對值，然后從所述絕對值減去一個常數(shù)，在這種連接方式中，很明顯不允許得出負(fù)的最終結(jié)果。在最后這種情況下，絕對值組塊應(yīng)帶有一個減法電路。而且，有可能以類似的方式從差值中減去一個(或一部分)串聯(lián)電路信號而不是該常數(shù)，或者聯(lián)同該常數(shù)一起被減去。積分器58對源自再縮放單元57的信號按吠聲譜積分，時間平均組塊59對所得出的信號再按時間譜積分，作為其結(jié)果，得出的質(zhì)量信號越小，信號處理電路的質(zhì)量就越高。
信號處理電路具有最廣泛的含義，在其連接方式中，例如可以考慮各種類型的音頻和/或視頻設(shè)備。因此，信號處理電路可以是一個編解碼器，在這種情況下，輸入信號是基準(zhǔn)信號，輸出信號的質(zhì)量應(yīng)能根據(jù)輸入信號而確定。信號處理電路也可以是一個均衡器，在這種連接方式中，輸出信號的質(zhì)量根據(jù)基準(zhǔn)信號而確定，而基準(zhǔn)信號是根據(jù)一個已有的、實際上是理想的均衡器來計算的，或者是簡單地計算的。信號處理電路甚至可以是一只揚聲器，在這種情況下，平滑的輸出信號可用作基準(zhǔn)信號，根據(jù)此基準(zhǔn)信號再確定聲音輸出信號的質(zhì)量(在根據(jù)本發(fā)明的裝置中，已自動進行縮放)。信號處理電路還可以是一個揚聲器的計算機模型，它用于根據(jù)設(shè)置于揚聲器計算機模型的數(shù)據(jù)設(shè)計揚聲器，在這種連接方式中，所述揚聲器計算機模型的低音量輸出信號用作基準(zhǔn)信號，而其高音量輸出信號用作信號處理電路的輸出信號。
在計算的基準(zhǔn)信號的情況下，第二串聯(lián)電路的第二信號處理組塊可被省略，因為事實上由第二信號處理組塊執(zhí)行的操作可以折扣在計算基準(zhǔn)信號當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.用于確定由一個信號處理電路根據(jù)一個基準(zhǔn)信號而產(chǎn)生的一個輸出信號的質(zhì)量的裝置，該裝置帶有-第一串聯(lián)電路，它具有用于接收輸出信號的第一輸入端，該第一串聯(lián)電路帶有-第一信號處理組塊，它連接至第一串聯(lián)電路的第一輸入端，用于產(chǎn)生一個作為時間和頻率的函數(shù)的第一信號參量，和-第一壓縮組塊，它連接至第一信號處理組塊，用于壓縮第一信號參量并產(chǎn)生第一壓縮信號參量，-第二串聯(lián)電路，它具有用于接收基準(zhǔn)信號的第二輸入端，該第二串聯(lián)電路帶有-第二壓縮組塊，它連接至第二輸入端，用于產(chǎn)生第二壓縮信號參量，-一個組合電路，它連接至第一串聯(lián)電路的第一輸出端和第二串聯(lián)電路的第二輸出端，用于產(chǎn)生一個質(zhì)量信號，該組合電路帶有-一個差分組塊，它連接至兩個壓縮組塊，用于根據(jù)壓縮信號參量來確定一個差分信號，和-一個積分組塊，它連接至差分組塊，用于按時間和頻率對差分信號積分以產(chǎn)生質(zhì)量信號，-一個縮放電路，它連接于兩個壓縮組塊的輸入端之間，該縮放電路帶有-一個再積分組塊，用于按頻率對第一串聯(lián)電路信號和第二串聯(lián)電路信號積分，和-一個比較組塊，它連接至再積分組塊，用于比較兩個積分后的串聯(lián)電路信號并按比較結(jié)果對至少一個串聯(lián)電路信號進行縮放，其特征在于，該裝置包括-一個折扣組塊，它連接在比較組塊與積分組塊之間，用于對在積分組塊中進行的比較施以折扣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，縮放電路帶有-一個縮放單元，其中包括-一個輸入端，連接至第一信號處理組塊的輸出端，-一個輸出端，連接至第一壓縮組塊的輸入端，和-一個控制輸入端，連接至用于根據(jù)比較結(jié)果對第一串聯(lián)電路信號進行縮放的比較組塊的輸出端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的裝置，其特征在于，積分組塊包括-一個用于對差分信號按頻率積分的積分器，和-一個用于對已積分過的差分信號再按時間積分以產(chǎn)生質(zhì)量信號的時間平均組塊，折扣組塊，其中包括-一個用于對源自比較組塊的比較信號進行處理的處理組塊，和-一個乘法組塊，其中包括-第一輸入端，連接至處理組塊的輸出端，-第二輸入端，連接至積分器的輸出端，和-一個輸出控制端，連接至?xí)r間平均組塊的輸入端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的裝置，其特征在于，處理組塊將比較信號提升至強度P，其中0＜P＜1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1,2,3或4的裝置，其特征在于，第二串聯(lián)電路還帶有-第二信號處理組塊，它連接至第二輸入端，用于產(chǎn)生作為時間和頻率兩者的函數(shù)的第二信號參量，第二壓縮組塊連接至第二信號處理組塊以壓縮第二信號參量。
6.用于確定由一個信號處理電路根據(jù)一個基準(zhǔn)信號而產(chǎn)生的一個輸出信號的質(zhì)量的方法，該方法包括以下步驟-根據(jù)輸出信號產(chǎn)生作為時間和頻率的函數(shù)的第一信號參量，-對第一信號參量和第二信號參量按頻率積分，-將積分后的第一和第二信號參量進行比較，-根據(jù)一個比較信號對第一和第二信號參量中的至少一個進行縮放，-壓縮第一信號參量和第二信號參量，-根據(jù)壓縮了的信號參量確定一個差分信號，及-對差分信號按頻率和時間積分以產(chǎn)生一個質(zhì)量信號，其特征在于，該方法還包括步驟-在對差分信號按頻率和時間進行積分時對比較信號施以折扣。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其特征在于，該方法包括步驟-根據(jù)比較結(jié)果對第一信號參量進行縮放。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟-處理比較信號，-對差分信號按頻率積分，-將積分后的差分信號乘以處理過的比較信號以產(chǎn)生一個結(jié)果信號，及-對結(jié)果信號按時間積分。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其特征在于，處理比較信號的步驟包括將比較信號提升至強度P的步驟，其中0＜P＜1。
10.根據(jù)權(quán)利要求6,7,8或9的方法，其特征在于，該方法包括步驟-根據(jù)基準(zhǔn)信號產(chǎn)生作為時間和頻率兩者的函數(shù)的第二信號參量。
全文摘要
一種用于確定由包括無線電連接方式的信號處理電路根據(jù)基準(zhǔn)信號所產(chǎn)生的輸出信號的質(zhì)量的裝置，其中帶有用于接收輸出信號的第一串聯(lián)電路和用于接收基準(zhǔn)信號的第二串聯(lián)電路，由連接在兩個串聯(lián)電路之間的組合電路產(chǎn)生客觀質(zhì)量信號，其中縮放電路連接在兩個串聯(lián)電路之間以對至少一個串聯(lián)電路信號進行縮放。所述客觀質(zhì)量信號與由人類觀察者所評定的主觀質(zhì)量信號之間的不良的相關(guān)性因在組合電路內(nèi)設(shè)置折扣組塊而得以顯著改善，該折扣組塊應(yīng)連接至縮放電路以接收比較信號并對所述比較信號進行縮放，同時產(chǎn)生質(zhì)量信號。
文檔編號H04R29/00GK1239639SQ96180539
公開日1999年12月22日 申請日期1996年12月13日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月13日
發(fā)明者J·G·貝倫德斯 申請人:皇家Kpn公司