(57)【特許請求の範囲】
【請求項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（５）、および前記第１直列回路の第１出力（13）と前記第２直列回路の第２出力（16）に接続されて、その出力（17）において特性信号を発生するための結合回路（６）からなり、
前記第１直列回路が、その第１入力（７）に接続され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ための第１信号処理配列（１）、および
該第１信号処理配列（１）に接続されて第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）を備え、
前記第２直列回路が、第２入力（８）に接続されて第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）を備え、
前記結合回路（６）が、２つの圧縮配列（4,5）に接続されて前記第１圧縮信号パラメータ及び第２圧縮信号パラメータに基づいて微分信号を決定するための微分配列（54,56）、
該微分配列（54,56）に接続されて周波数に関して微分信号を積分するための積分配列（58）、および
時間に関して積分された微分信号を積分するための時間平均配列（59）を備え、
前記結合回路が、さらに前記積分配列の出力信号である、周波数に関し微分信号を積分した結果の第１信号を所定の値を有する他の信号と比較するための比較配列、および
該比較の結果に基づいて、前記微分信号を積分した結果の第１信号を前記時間平均配列に送るか否かを選択するための選択配列を備えてなることを特徴とする参照信号に関して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。
【請求項２】
比較配列（60）と選択配列（61）が積分配列（58）と時間平均配列（59）の間に置かれて時間間隔毎に、積分配列（58）の出力信号と前記所定値をもつ他の信号とを比較し、該出力信号が他の信号よりも大きい場合には該出力信号を時間平均配列（59）に供給し、該出力信号が他の信号よりも小さい場合には該出力信号を供給しないことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
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（５）、および前記第１直列回路の第１出力（13）と前記第２直列回路の第２出力（16）に接続されて、その出力（17）において特性信号を発生するための結合回路（６）からなり、
前記第１直列回路が、その第１入力（７）に接続され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ための第１信号処理配列（１）、および
該第１信号処理配列（１）に接続されて第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）を備え、
前記第２直列回路が、第２入力（８）に接続されて第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）を備え、
前記結合回路（６）が、２つの圧縮配列（4,5）に接続されて前記第１圧縮信号パラメータ及び第２圧縮信号パラメータに基づいて微分信号を決定するための微分配列（54,56）、
該微分配列（54,56）に接続されて周波数に関して微分信号を積分するための積分配列（58）、および
該積分配列に接続されて時間に関して積分された微分信号を積分するための時間平均配列（59）を備え、
前記結合回路が、さらに前記時間平均配列の出力信号である、周波数と時間に関し微分信号を積分した結果の第１信号を、前記時間平均配列の出力信号である他の信号と比較するための比較配列、および
該比較の結果に基づいて、前記時間平均配列から出力される二つの信号の内の一つを選択する選択配列を備えてなることを特徴とする参照信号に関して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。
【請求項４】
前記時間平均配列が、信号処理回路の左チャネルに関した第１特性信号を第１出力で発生し、右チャネルに関した第２特性信号を第２出力で発生し、比較配列（70）と選択配列（71）が時間平均配列（59）の第１・第２出力に接続されて第１特性信号を第２特性信号と比較し、最大値をもつ特性信号を選択することを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記第２特性信号が、前記第１特性信号と所定値をもつ信号との和よりも大きい場合には前記第２特性信号が選択され、小さい場合には前記第１特性信号が選択されることを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
選択配列（71）が、左右のチャネルに関した積分された微分信号の間の相関に少なくとも依存する値をもつ信号を、選択された特性信号にかけ合わせるための乗算配列を備えたことを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記第２直列回路が、さらに、
第２入力（８）に接続されて、時間と周波数双方の関数として第２信号パラメータを生成する第２信号処理配列（２）と、前記第２信号処理配列（２）に接続されて前記第２信号パラメータを圧縮する第２圧縮配列（５）を備えていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
信号処理配列（1,2）が、
その入力に供給される信号をウインドー関数によって時間ドメインでかけ合わせるための乗算配列（20）、および
該乗算配列に接続されてそこからくる信号を周波数ドメインに変形するための変形配列（21）を備え、
該変形配列が、絶対値を決定した後、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１〜７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
信号処理配列が、
その入力に供給される信号にフィルターをかけるためのサブバンド・フィルター配列を備え、該配列が絶対値を決定した後、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１〜７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
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によって表された信号パラメータを時間スペクトルとバークスペクトルによって表された信号パラメータに変換するための変換配列（23）を備えたことを特徴とする請求項８又は９の装置。
【請求項１１】
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）、および前記第１直列回路の第１出力（13）と前記第２直列回路の第２出力（16）に接続されて、その出力（17）において特性信号を発生するための結合回路（６）からなり、
前記第１直列回路が、その第１入力（７）に接続され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ための第１信号処理配列（１）、および
該第１信号処理配列（１）に接続されて第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）を備え、
前記第２直列回路が、第２入力（８）に接続されて、時間と周波数双方の関数として第２信号パラメータを生成する第２信号処理配列（２）と、前記第２信号処理配列（２）に接続されて前記第２信号パラメータを圧縮する第２圧縮配列（５）とを備え、
前記結合回路（６）が、２つの圧縮配列（4,5）に接続されて前記第１圧縮信号パラメータ及び第２圧縮信号パラメータに基づいて微分信号を決定するための微分配列（54,56）、
該微分配列（54,56）に接続されて周波数に関して微分信号を積分するための積分配列（58）、および
時間に関して積分された微分信号を積分するための時間平均配列（59）を備えた装置において、
前記積分配列の出力信号である、周波数に関し微分信号を積分した結果の第１信号を所定の値を有する他の信号と比較する第１ステップと、
該比較の結果に基づいて、前記微分信号を積分した結果の第１信号を前記時間平均配列に送るか否かを選択する第２ステップと、
を少なくとも備えていることを特徴とする参照信号に関して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方法。
【請求項１２】
前記第１ステップが、時間間隔毎に、周波数に関して積分された微分信号を前記所定値をもつ他の信号と比較し、積分された微分信号の方が大きい場合には該信号を時間に関して積分し、小さい場合には該信号を積分しないことからなることを特徴とする請求項11に記載の方法。
【請求項１３】
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）、および前記第１直列回路の第１出力（13）と前記第２直列回路の第２出力（16）に接続されて、その出力（17）において特性信号を発生するための結合回路（６）からなり、
前記第１直列回路が、その第１入力（７）に接続され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ための第１信号処理配列（１）、および
該第１信号処理配列（１）に接続されて第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）を備え、
前記第２直列回路が、第２入力（８）に接続されて、時間と周波数双方の関数として第２信号パラメータを生成する第２信号処理配列（２）と、前記第２信号処理配列（２）に接続されて前記第２信号パラメータを圧縮する第２圧縮配列（５）とを備え、
前記結合回路（６）が、２つの圧縮配列（4,5）に接続されて前記第１圧縮信号パラメータ及び第２圧縮信号パラメータに基づいて微分信号を決定するための微分配列（54,56）、
該微分配列（54,56）に接続されて周波数に関して微分信号を積分するための積分配列（58）、および
該積分配列に接続されて時間に関して積分された微分信号を積分するための時間平均配列（59）を備えた装置において、
前記時間平均配列の出力信号である、周波数と時間に関し微分信号を積分した結果の第１信号を、前記時間平均配列の出力信号である他の信号と比較する第１ステップと、
該比較の結果に基づいて、前記時間平均配列から出力される二つの信号の内の一つを選択する第２ステップと、
を少なくとも備えていることを特徴とする参照信号に関して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方法。
【請求項１４】
信号処理回路の左チャネルに関した第１特性信号と右チャネルに関した第２特性信号を発生させるステップを更に有し、前記第１ステップが、前記第１・第２特性信号を比較し、前記第２ステップが、最大値をもつ特性信号を選択することからなることを特徴とする請求項13に記載の方法。
【請求項１５】
前記第２特性信号が、前記第１特性信号と所定値をもつ信号の和よりも大きい場合、前記第２特性信号が選択され、小さい場合、前記第１特性信号が選択されることを特徴とする請求項14に記載の方法。
【請求項１６】
選択された特性信号が、周波数に関して左チャネルに関して積分された微分信号と周波数に関して右チャネルに関して積分された微分信号との相関に少なくとも依存する値をもつ信号でかけ合わされることを特徴とする請求項15に記載の方法。
【請求項１７】
参照信号に応答して第２圧縮信号パラメータを発生させる際、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させ、第２信号パラメータを圧縮するように構成したことを特徴とする請求項11〜16のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は参照信号に関して、信号処理回路によって発生す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り、該装置は出力信号を受信するための第１入力をもつ第１直列回路、参照信号を受信するための第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出力として接続されて、その出力において特性信号を発生するための結合回路からなり、該第１直列回路が、
第１直列回路の第１入力に接続されて、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ための第１信号処理配列、および
該第１信号処理配列に接続され、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ための第１圧縮配列を備え、
第２直列回路が、
第２入力に接続され、第２圧力信号パラメータを発生するための第２圧縮配列を備え、および
結合回路が
該２つの圧縮配列に接続され、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、
該微分配列に接続され、周波数に関して微分信号を積分するための積分配列、および
該積分配列に接続され、該積分された微分信号を時間に関して積分するための時間平均配列を備えている。
このような装置は第１参考文献の音響工学学会誌第40巻第12号（1992年12月）の第963〜978頁、ジョン・Ｇ・ベーレンズ、ヤン・Ａ・スティマーディング「音響心理的音表現に基づく知覚的オーディオ特性測定」の、特に図７に詳細に開示されている。その装置は参照信号に関して、たとえばコーダ／デコーダ（コーディック）のような信号処理回路によって発生させられる出力信号の特性を決定する。該参照信号はたとえば、信号処理回路に表われる入力信号であるが、また、予め計算された理想的な出力信号を参照信号として使う可能性も含まれている。第１信号パラメータは、出力信号に応答して第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。ここにおいて、第１信号パラメータの中間操作処理は全く除外されるべきでない。第２信号パラメータは参照信号に応答して第２圧縮配列によって圧縮される。ここにおいても、第２信号パラメータの一層の操作処理が除外されるべきでない。これら双方の圧縮信号パラメータについて、微分配列によって微分信号が決定された後、積分配列によって周波数に関して微分信号を積分し、次に時間に関して時間平均配列によって該積分された微分信号を積分することにより特性信号が発生する。
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、観測者によって評価される主観的な特性信号とが、ほとんど相関をもたないという欠点を有している。
〔本発明の概要〕
本発明の目的はとりわけ、上記客観的な特性信号と主観的な特性信号とがより良好な相関を有する、上記のようなタイプの装置を提供することにある。
このため、本発明の装置は、結合回路がさらに、
積分配列と時間平均配列の出力信号である２つの信号の一方と他方とを比較するための比較配列、および
該比較結果に依存して、発生する特性信号に関して選択するための選択配列を備えていることを特徴としている。
該装置に比較配列と選択配列を備えさせた結果、より多くの適切な信号がより少しの信号から区別される。該比較と選択により、該装置によって評価される客観的な特性信号と観測者によって評価される主観的な特性信号との間に良好な相関が得られる。
本発明はとりわけ、上記客観的な特性信号と主観的な特性信号との間の相関のなさは、他の歪曲よりも観測者による歪曲のほうが一層問題であることが分かったという事実の結果であるという洞察に基づき、さらに結合回路内である（時間間隔）信号が他の（時間間隔）信号よりも適切であるという洞察に基づいている。
かくして、相関がないという問題は、より適切な信号を適切でない信号と区別することによって解決される。
本発明の装置の第１実施態様は、時間間隔毎に積分配列の出力信号と所定値をもつ他の信号を比較するため、積分配列と時間平均配列の間に比較配列と選択配列が設けられ、上記出力信号が他の信号よりも大きい場合には該出力信号を時間平均配列に供給し、出力信号が他の信号よりも小さい場合には該出力信号を時間平均配列に供給しないという特徴を有している。
上記のように比較配列と選択配列を設けた結果、時間間隔毎に、積分された微分信号が所定値をもつ他の信号と比較され得る。この積分された微分信号が他の信号よりも大きい場合には時間平均配列に積分された微分信号を供給し、小さい場合は供給しないことにより、比較的高い値をもつ積分された微分信号のより一層の適切さが強調される。
上記のように信号を供給または供給しないことの代りに、たとえば、ある信号の一層の適切さを強調するため、積分された微分信号に大きな数または小さな数をかけることも可能である。
本発明の装置の第２実施態様は、信号処理回路の左チャネルにつながった第１出力で第１特性信号を発生し、その右チャネルにつながった第２出力で第２特性信号を発生するために時間平均配列が設けられ、該時間平均配列の第１・第２出力に比較配列と選択配列が結合されて第１・第２特性信号を比較し、最大値をもつ特性信号を選択することを特徴としている。
比較配列と選択配列を時間平均配列の出力と直列に設けることにより、特性信号が比較され、最大値をもつ特性信号が選択される。このため、信号処理回路は左右のチャネルを有し、２つの特性信号がいずれが左チャネルへ行き、いずれが右チャネルに行くか決定されねばならない。これは、完全な左出力信号の特性を決定させてから完全な右出力信号の特性を決定させるか、あるいは、時間間隔毎に、左右の出力信号の特性を決定させることによりなされる。
本発明の装置の第３実施態様は、第２特性信号が、第１特性信号と所定値をもつ信号の和よりも大きい場合には第２特性信号が選択され、小さい場合には第１特性信号が選択されるという特徴を有している。
右チャネルにつながった特性信号が、左チャネルにつながった特性信号と所定値をもつ信号の和よりも大きい場合には右チャネルにつながった特性信号が選択され、小さい場合には左チャネルにつながった特性信号が選択されるという事実により、右出力信号に関する信号処理回路の左出力信号の一層の適切さが強調される。
本発明の装置の第４実施態様は、選択配列が、選択された特性信号を、左チャネルにつながった積分された微分信号と右チャネルにつながった積分された微分信号との相関に少なくとも依存する値をもつ信号とかけ合わせるための乗算配列を有することを特徴としている。
このように選択配列に乗算配列を設けることにより、装置によって評価される客観的な特性信号と観測者によって評価される主観的な特性信号との間に非常によい相関が得られる。
第１実施態様と第２〜４実施態様とは独立の態様とみなされ得るが、最良の相関は第１〜４実施態様が一緒に使われる場合に得られる。
本発明の装置の第５実施態様は、第２直列回路がさらに、第２入力に接続され、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するための第２信号処理配列と、該第２信号処理配列に接続されて第２信号パラメータを圧縮するための第２圧縮配列を有することを特徴とする。
第２直列回路がさらに第２信号処理配列を備えていれば、第２信号パラメータは時間と周波数の関数として発生する。この場合、たとえばコーダ／デコーダのような信号処理回路に表われる入力信号は参照信号として使われ、一方、第２信号処理配列が使われない場合には、予め計算された理想的な出力信号が参照信号として使われる。
本発明の装置の第６実施態様は、信号処理配列が、
その入力に供給される信号を時間ドメインでウインドー関数によってかけ合わせるための乗算配列、および
該乗算配列に接続され、該乗算配列から来る信号を周波数ドメインに変形するための変形配列を備え、
該変形配列が絶対値を決定後、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している。
ここにおいて、乗算配列と変形配列を使うことの結果として、第１・第２信号処理配列によって時間と周波数の関数として信号パラメータが発生し、変形配列はまた、たとえば、絶対値の決定も行う。
本発明の装置の第７実施態様は、信号処理配列が、
その入力に供給される信号にフィルターをかけるためのサブバンド・フィルター配列を備え、
該サブバンド・フィルター配列が絶対値決定後、時間と周波数の関数として信号パラメータを発生することを特徴としている。
ここにおいて、たとえば、絶対値決定も行うサブバンド・フィルター配列を使うことの結果として、第１・第２信号処理配列によって、時間と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８実施態様として、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によって表される信号パラメータを、時間スペクトルとバーク（Bark）スペクトルによって表される信号パラメータに変換するための変換配列を備えることを特徴としている。
ここにおいて、変換配列によって、第１・第２信号処理配列で発生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、時間スペクトルとバーク・スペクトルで表された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、信号処理回路によって発生された出力信号の特性を決定するための方法にも関し、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、該第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
周波数と時間に関して該微分信号を積分することにより特性信号を発生するステップからなっている。
本発明の方法は、特性信号を発生するステップが、
互いに周波数と時間に関して積分された微分信号である２つの信号の１つを他の信号と比較し、および
該比較の結果に依存して、発生させられるべき特性信号に関して選択をするステップからなることを特徴にする。
本発明の方法の第１実施態様は、比較のサブステップが、時間間隔毎に、周波数に関して積分された微分信号と所定値をもつ他の信号とを比較し、積分された微分信号が他の信号よりも大きい場合には積分された微分信号を時間に関して積分し、小さい場合には、積分しないことを特徴とする。
本発明の方法の第２実施態様は、特性信号を発生するステップが、さらに、信号処理回路の左チャネルにつながった第１特性信号と右チャネルにつながった第２特性信号を発生するサブステップを有し、比較のサブステップが第１特性信号を第２特性信号との比較を含み、選択のサブステップが最大値をもつ特性信号の選択を含むことを特徴とする。
本発明の方法の第３実施態様は、第２特性信号が第１特性信号と所定値をもつ信号との和よりも大きい場合には第２特性信号が選択され、小さい場合には、第１特性信号が選択されるという特徴を有する。
本発明の方法の第４実施態様は、選択された特性信号が、左チャネルにつながって周波数に関して積分された微分信号と、右チャネルにつながって周波数に関して積分された微分信号との間の相関に少なくとも依存する値をもつ信号とかけ合わされることを特徴とする。
本発明の方法の第５実施態様は、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ステップが、
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、および
第２信号パラメータを圧縮するサブステップからなることを特徴とする。
〔参考文献〕
・音響工学学会誌  第40巻第12号（1992年12月）
詳しくはその第963〜978頁のジョン・Ｇ・ベーレンズ、ヤン・Ａ・スティマーディンク「音響心理的音表現に基づく知覚的オーディオ特性測定」
・ジョン・Ｇ・ベーレンズ・ヤン・Ａ・スティマーディンク「音楽コーデックの特性測定における認識側面のモデリング」
1994年２月26日〜３月１日、アムステルダムの第96回会議で発表
・US  4,860,360
・EP  ０  627  727
・EP  ０  417  739
・DE  37  08  002
・WO  EP  96/01102
・WO  EP  96/01143
・WO  EP  96/00849
これらすべての参考文献は本発明の出願に関係あると考えられる。
〔実施例〕
以下、図に基づいて本発明の実施例を説明する。
図１は本発明の装置を示すブロック図、
図２は公知の信号処理配列を示すブロック図、
図３は公知の圧縮配列を示すブロック図、
図４はスケーリング回路を示すブロック図、
図５は結合回路の第１実施態様を示すブロック図、および
図６は結合回路の第２実施態様を示すブロック図である。
図１に示す本発明の装置は、たとえばコーダ／デコーダ（コーデック）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を有する。第１信号処理配列１の第１出力はカップリング９を経てスケーリング回路３の第１入力に接続される。本発明の装置はさらに、たとえばコーダ／デコーダのような信号処理回路に供給さ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。第２信号処理配列２の第２出力はカップリング10を経てスケーリング回路３の第２入力に接続される。スケーリング回路３の第１出力はカップリング11を経て第１圧縮配列４の第１入力に接続され、スケーリング回路３の第２出力はカップリング12を経て第２圧縮配列５の第２入力に接続される。第１圧縮配列４の第１出力はカップリング13を経て結合回路６の第１入力に接続され、第２圧縮配列５の第２出力はカップリング16を経て結合回路６の第２入力に接続される。スケーリング回路３の第３出力はカップリング14を経て結合回路６の第３入力に接続され、第２圧縮配列５の第２出力またはカップリング16はカップリング15を経て、特性信号を発生するための出力17をもつ結合回路６の第４入力に接続される。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に示す公知の第１（２）信号処理配列１（２）は、第１入力７（第２入力８）に供給され、たとえばコーダ／デコーダのような信号処理回路からくる出力（入力）信号を時間ドメインでウインドー関数によってかけ合わせるための第１（２）乗算配列20、該第１（２）乗算配列20に接続され、そこからくる信号を周波数ドメインに変換するための第１（２）変形配列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）変形配列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、該配列22からくる時間スペクトルと周波数スペクトルによって表される第１（２）正信号パラメータを、時間スペクトルとバーク・スペクトルによって表される第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・スペクトルによって表される第１（２）信号パラメータの場合には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ップリング９（10）を経て送信される。
図３に示す公知の第１（２）圧縮配列４（５）は、第１（２）加算器30の第１（２）入力に供給される信号パラメータをカップリング11（12）を経て受け、その第１（２）出力はカップリング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）非線形畳み込み配列36に接続され、該配列36はさらにカップリング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に接続されている。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）出力を有し、該出力は第１（２）遅延配列34の第１（２）入力に接続され、その第１（２）出力は第１（２）加算器30の第１（２）入力に接続されている。
図４に示すスケーリング回路３は積分配列40を有し、その第１入力はスケーリング回路３の第１入力、したがってカップリング９に接続されて第１直列回路信号（時間スペクトルとバーク・スペクトルによって表される第１信号パラメータ）を受け、その第２入力はスケーリング回路３の第２入力、したがってカップリング10に接続されて第２直列回路信号（時間スペクトルとバーク・スペクトルによって表される第２信号パラメータ）を受ける。積分された第１直列回路信号を発生するための積分配列40の第１出力は比較配列41の第１入力に、また第２出力は比較配列41の第２入力にそれぞれ接続されている。スケーリング回路３の第１入力は第１出力に接続され、カップリング９はカップリング11に貫通接続されている。スケーリング回路３の第２入力はスケーリング・ユニット42の第１入力に、また第２出力はその出力にそれぞれ接続され、カップリング10はスケーリング・ユニット42を介してカップリング12に接続されている。比較配列41の出力はスケーリング・ユニット42の制御入力に接続されている。スケーリング回路３の第１入力とカップリング９・11は比決定配列43の第１入力に、またスケーリング・ユニット42の出力とカップリング12は比決定配列の第２入力にそれぞれ接続され、比決定配列43の出力はスケーリング回路３の第３出力、すなわちカップリング14に接続されてスケーリング信号を発生する。
図５・６に示す結合回路６は、比較配列50を有し、その第１入力は結合回路６の第１入力に接続されてカップリング13を経て第１圧縮信号パラメータを受け、その第２入力は結合回路６の第２入力に接続されてカップリング16を経て第２圧縮信号パラメータを受ける。結合回路６の第１入力はさらに、微分配列54・56の第１入力に接続されている。比較配列50の出力はカップリング51を経てスケーリング配列52の制御入力に接続され、その入力は結合回路６の第２入力に接続されてカップリング16を経て第２圧縮信号パラメータを受け、その出力はカップリング53を経て微分配列54・56の第２入力に接続されて互いにスケール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。微分配列54・56の第３入力は結合回路６の第４入力に接続されてカップリング15を経て第２圧縮信号パラメータを受ける。微分配列54・56は微分信号を発生するための微分器54と該微分信号の絶対値を決定するための絶対値配列56からなり、その出力はスケーリング・ユニット57の入力に接続され、その制御入力は結合回路６の第３入力に接続されカップリング14を経てスケーリング信号を受ける。スケーリング・ユニット57の出力は積分配列58の入力に接続され、積分配列58は周波数に関して微分信号のスケールされた絶対値を積分する。
結合回路６の第１実施例（図５）によれば、積分配列58の出力は選択配列61の入力と比較配列60の第１入力に接続されている。比較配列60の第２入力は接続62につながれて所定値をもつ他の信号を受ける。その出力はカップリング63を経て選択配列61の制御入力に接続されている。選択配列61の出力は時間平均配列59の入力に接続され、その出力は結合回路６の出力17に接続され特性信号を発生する。
結合回路６の第２実施例（図６）によると、積分配列58の出力は時間平均配列59の入力に接続され、その第１出力は接続72を経て選択配列71の第１入力に、また、第２出力は接続73を経て選択配列71の第２入力にそれぞれにつながれている。積分配列58の出力はまた、接続75を経て選択配列71の第３入力につながれている。時間平均配列59の第１・第２出力はそれぞれ接続72・73を経て比較配列70の第１・第２入力につながれ、その出力は選択配列71の制御入力に接続74を経てつながれ、選択配列71の出力は結合回路６の出力17につながれて特性信号を発生する。
たとえばコーダ／デコーダのような信号処理回路によって発生する出力信号の特性を決定するための標準的な装置は、図４のスケーリング回路３を除いて構成され、したがってカップリング10・12が貫通接続され、標準的な結合回路６を使って構成され、したがって図５・６の微分回路54・56の第３入力、スケーリング・ユニット57、比較配列60・70、選択配列61・71は除かれており、その動作は次のようであり、また第１参考文献にも記載されている。
コーダ／デコーダ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は出力信号を時間スペクトルとバーク・スペクトルによって表される第１信号パラメータに変換する。これは第１乗算配列20で起こり、時間スペクトルで表された出力信号を時間スペクトルで表されたウインドー関数でかけ合わせた後、こうして得られた時間スペクトルで表された信号が、第１変形配列21によって、たとえば高速フーリエ変換によって周波数ドメインに変形された後、このようにして得られた時間スペクトルと周波数スペクトルで表された信号の絶対値が第１絶対値配列22によって、たとえば平方化されて決定された後、このようにして得られた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、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されて時間スペクトルとバーク・スペクトルで表された信号パラメータに変換された後、第１割引配列24によって、たとえばバーク・スペクトルで表される特性でかけ合わされることにより該信号パラメータがフィルターをかけられて調整される。
このようにして得られた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乗算器32および第１遅延配列34によって起こり、時間スペクトルとバーク・スペクトルで表された信号パラメータはたとえば指数関数的に減衰する信号のような供給信号にかけ合わされた後、このようにして得られた信号スペクトルとバーク・スペクトルで表された信号パラメータが時間遅れを伴って信号パラメータに加えられた後、拡張関数をもつ第１非線形畳み込み配列36によって畳み込み演算された後、このようにして得られた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、コーダ／デコーダのような信号処理回路の入力信号が入力８に供給された後、第２信号処理回路２は入力信号を第２信号パラメータに変換し、これは第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ップリング13・16を経て、結合回路６に供給され、これを当面、図５の微分配列54・56の第３入力とスケーリング・ユニット57を欠いている標準結合回路とする。２つの圧縮信号パラメータは比較配列50によって積分され比較された後、２つの圧縮信号パラメータの間の平均比を表すスケーリング信号を発生する。該スケーリング信号はスケーリング配列52に供給され、第２圧縮信号パラメータをスケールされる。スケーリング配列52はまた、当業者には知られているように、第２圧縮信号パラメータの代りに第１圧縮信号パラメータをスケールするために使われ、また同時に２つのスケーリング配列を使うこともなされ得る。微分信号が微分器54によって互いにスケールされた圧縮信号パラメータから引き出され、その絶対値が絶対値配列56によって決定される。このようにして得られた信号はバーク・スペクトルに関して積分配列によって積分され、時間スペクトルに関して時間平均配列59によって積分され、コーダ／デコーダのような信号処理回路の特性を示す特性信号として出力17から発生される。
コーダ／デコーダ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改良された装置は図４のスケーリング回路３を以て構成され、カップリング10・12がスケーリング・ユニットを介して接続され、また拡張された結合回路６を以て構成され、図５・６の微分配列54・56の第３入力とスケーリング・ユニット57が加えられ、その動作は上に記述されているが、次に補足する。
カップリング９とスケーリング回路３の第１入力に受けられる第１直列回路信号は、積分配列40の第１入力に供給され、カップリング10とスケーリング回路３の第２入力に受けられる第２直列回路信号は、積分配列40の第２入力に供給され、積分配列40で２つの直列回路信号が周波数に関して積分された後、積分された第１直列回路信号は第１出力を経て比較配列41の第１入力に、また積分された第２直列回路信号は第２出力を経て比較配列41の第２入力にそれぞれ供給される。比較配列41はこれらの２つの積分された直列回路信号を比較し、スケーリング・ユニット42の制御入力に供給される制御信号を発生する。スケーリング・ユニット42はカップリング10とスケーリング回路３の第２入力を経て制御信号の関数として受けられる第２直列回路信号をスケールし、このようにしてスケールされた第２直列回路信号をスケーリング回路３の第２出力に発生する。一方、スケーリング回路３の第１入力はスケーリング回路３の第１出力が直接につながっている。この実施例では、第１直列回路信号とスケールされた第２直列回路信号はそれぞれ、スケーリング回路３を介して第１・第２圧縮配列４・５に送られる。
このスケーリングの結果、本発明の装置によって評価される客観的な特性信号と観測者によって評価される主観的な特性信号との間に良好な相関が得られる。本発明はとりわけ、上記相関の乏しさは他の歪曲よりも観測者によってより一層歪曲され、それは２つの圧縮配列を用いることによって改善されるという洞察に基づき、さらに、スケーリング回路３を用いる結果、２つの圧縮配列４・５が互いにより良く機能して相関を改善するという洞察に基づいている。したがって、乏しい相関という問題は、スケーリング回路３を使う結果、２つの圧縮配列４・５が互いに機能を改善することにより解決される。
スケーリング回路３の第１入力とカップリング９・11が比決定配列43の第１入力に接続され、スケーリング・ユニット42の出力とカップリング12が比決定配列43の第２入力に接続される結果、比決定配列43は第１直列回路信号とスケールされた第２直列回路信号の相互比を評価することができ、その出力からスケーリング信号を発生することができる。このスケーリング信号はスケーリング回路３の第３出力とカップリング14を経て、結合回路６の第３入力に供給される。スケーリング信号はスケーリング・ユニット57に供給され、微分配列54・56からくる微分信号の絶対値をスケールする。その結果、結合回路における第１直列回路信号とスケールされた第２直列回路信号の間にある振幅差が割り引かれ、それにより積分配列58と時間平均配列59がより良く機能する結果、すでに改善されている相関がより一層、改善される。
微分器54（または絶対値配列56）がたとえば微分信号の振幅を低下させる減算回路のような図示しない調整配列を備えていれば相関はさらに改善される。好ましくは、微分信号の振幅は直列回路信号の関数として低下され、この実施例では第２圧縮配列５からくるスケールされ圧縮された第２信号パラメータの関数として低下され、その結果、積分配列58と時間平均配列59がより良く機能する。その結果、すでに良い相関がさらに一層改善される。
比決定配列43もカップリング13と16の間に置かれ得る。この場合、圧縮配列４と５双方をより良く使えるため、相関が改善される。
コーダ／デコーダのような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本発明の装置は、図５の結合回路の第１実施態様で少なくとも比較配列60と選択配列70を有しているか、あるいは図６の結合回路の第２実施態様で、少なくとも図６の比較配列61と選択配列71を有し、その動作は上に記述されているが、次のように補足する。
第１実施態様（図５）の場合、積分配列58によって周波数に関して積分された微分信号が比較配列60と選択配列61に供給される。比較配列60はたとえば40msの時間間隔で該信号の値と所定値をもつ他の信号とを比較する。積分された微分信号が他の信号よりも大きい（歪みが大きい）場合には、比較配列60は選択配列61を制御して積分された微分信号を時間平均配列59に供給する。小さい場合には、比較配列60は選択配列61を制御して積分された微分信号を時間平均配列59に供給させない。これにより、より大きな歪みを示す信号のより大きな適切さが、より小さな歪みを示す信号に対して協調され、より良い相関が得られる。
第２実施態様（図６）の場合、積分配列58によって周波数に関して積分された微分信号が時間平均配列59と、選択配列71の第３入力に供給される。時間平均配列は信号処理回路の左チャネルにつながった第１特性信号と、右チャネルにつながった第２特性信号を発生する。これは本発明の装置に完全な左出力信号の特性を決定させてから完全な右出力信号の特性を決定させるか、あるいは時間間隔毎に、まず左出力信号の特性を決定し、次に右出力信号の特性を決定させるようにしてなされる。当業者には明らかであろうが、２つの場合の少なくとも１つにおいて、回路・配列の少なくともいくつかはメモリーを備えていなければならない。
比較配列70はこれら２つの特性信号を比較する。第２特性信号が第１特性信号と所定値をもつ信号の和よりも大きい場合、選択配列71は第２特性信号を選ぶように制御される。小さい場合、選択配列71は第１特性信号を選ぶように制御される。次に選択配列71内で選択特性信号下で、たとえば左・右チャネルに関する積分された微分信号の間の相関（ｃ）に依存する値（1.2−ｃ）４をもつ信号とかけ合わされる。選択配列71はたとえば選択された特性信号を該値とかけ合わせるための乗算配列、積分された微分信号双方を相関するための相関配列、および積分された微分信号をストアするためのメモリーからなる。これにより、両耳のイメージ・シフトによる歪みの乱れが強調される。
図２の第１信号処理配列１のコンポーネントは第１参考文献にあるように、当業者に公知である。コーダ／デコーダ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と振幅双方において離数値をとり、たとえば余弦平方関数のようなウインドー関数によって第１乗算配列20によってかけ合わされた後、第１変形配列21によってたとえば高速フーリエ変換によって周波数ドメインに変形された後、該信号の絶対値がたとえば平方化によって第１絶対値配列22によって決定される。こうして時間−周波数ユニット毎にパワー密度関数が得られる。あるいは、サブバンド・フィルター配列を使って、絶対値を決定した後、時間−周波数ユニット毎に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してもよい。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く再サンプリングによって時間−周波数ユニット毎のパワー密度関数を、時間−バークユニット毎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に記載されている。第１割引配列24はヒアリング関数を調整する特性によって時間−バークユニット毎のパワー密度関数をかけ合わせる。
図３の第１圧縮配列４のコンポーネントは第１参考文献にあるように、当業者に公知である。ヒアリング関数に調整された時間−バークユニット毎のパワー密度関数はたとえばexp｛−T/τ（ｚ）｝のような指数関数的に減少する信号で乗算器32によってかけ合わされる。ここでＴはウインドー関数の50％に等しく、したがってある時間インタバルの半分を表している。このインタバルの後、第１乗算配列20が時間スペクトルで表されたウインドー関数によって出力信号をかけ合わせる。ここでτ（ｚ）はバーク・スペクトルで表された特性で、第１参考文献の図６に詳しく記されている。第１遅延配列34はこのかけ算によって得られたものを長さＴの遅延時間、すなわち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はバーク・スペクトルで表される拡張関数によって供給された信号を畳み込み演算し、あるいは時間−バークユニット毎に表されたパワー密度関数を拡張する。これは第１参考文献の付録Ｂに記されている。第１圧縮ユニット37は、たとえば時間−バークユニット毎に表されたパワー密度関数をパワーα（０＜α＜１）に上げる関数を伴って、パワー密度関数の形で供給された信号を圧縮する。
図４のスケーリング回路３のコンポーネントは、当業者に公知なように構成され得る。積分配列40はたとえば、バーク・スペクトルによって供給された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１つずつ除算し、制御信号としてその除算結果をスケーリングユニット42に供給する。スケーリングユニット41はたとえば除算器または除算器の形で、第２直列回路信号をその除算結果でかけ合わせまたは割って、２つの直列回路信号を等しい大きさにする。比決定配列43は第１・第２直列回路信号を時間−バークユニットで表された圧縮された拡張パワー密度関数の形で受け、それらを互いに割って、スケーリングユニット57が乗算器か除算器かに依存して、時間−バークユニット毎に表される除算結果またはその逆の形でスケーリング信号を発生する。
図5,6の結合回路６のコンポネントは第１参考文献に当業者に分かるように記されているが、スケーリングユニット57、微分器54、比較配列60,70および選択配列61,71が例外である。比較配列50はたとえば、バークスペクトルの３つの別々の部分に供給される２つの直列回路信号を別々に積分する２つの個別の積分器からなり、またたとえば、バークスペクトルの各部毎に２つの積分された信号を互いに割る除算器からなり、その除算結果または逆除算結果をスケーリング信号としてスケーリング配列52に送る。スケーリング配列52はたとえば乗算器または除算器の形で、各直線回路信号を除算結果または逆除算結果によってかけ合わせ、または割って、バークスペクトル毎に等しい大きさの２つの直列回路信号を作る。このすべてのことが第１参考文献の付録Ｆに記されている。微分器54は２つの互いにスケールされた直列回路信号の間の差を決定する。この改良された装置によれば、その差が負であれば、その差はある一定値だけ増加され、差が正なら、ある一定値だけその差が引かれる。例えば、値ゼロよりも小さいか大きいかを検出し、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、負の最終結果を得ることが許されない接続ではその絶対値から一定値を差し引くようにしてもよい。さらにまた、その一定値の代わりにその差から直列回路信号（ａ−部）を割り引くようにしてもよい。
図５の本発明の装置によれば、積分配列58はバークスペクトルに関しスケーリングユニット57からくる信号を積分し、比較配列60は積分された微分信号の値を接続62からくる他の信号の所定値と比較する。その比較結果に応じて、選択配列61は積分された微分信号を時間平均配列59に送るか否かを選択する。時間平均配列59は時間スペクトルに関し、送られてきた信号を積分する結果、信号処理回路の特性が低いか高いかを示す値をもつ特性信号が得られる。選択配列61はスイッチの形かあるいはたとえば、積分された微分信号に小さな数または大きな数をかけ合わせる乗算器の形をとり得る。
図６の本発明の装置によれば、積分配列58はスケーリングユニット57からくる信号をバークスペクトルに関して積分し、時間平均配列59は時間スペクトルに関して信号を積分する結果、信号処理回路の左右チャネルの特性がより低いかより高いかを示す値をもつ第１・第２特性信号が得られる。比較配列70はこれら双方の特性信号を比較し、その結果に応じて選択配列71は２つの特性信号のうちの１つを選択する。選択配列71は積分された微分信号をストアするためのメモリー、左右のチャネルに関した積分された微分信号を相関するための相関配列、値（1.2−ｃ）４を計算するための計算配列（ｃは相関結果）、および選択された特性信号に値（1.2−ｃ）４をかけあわせる乗算配列からなる。
すでに記したように、本発明の装置によって評価される客観的な特性信号と観測者によって評価される主観的な特性信号との間の相関は結合回路６を比較配列60,70および選択配列61,71で以て拡張することにより改善される。２つの要因が互いに別個に眺められる。比較配列60と選択配列61の使用、および比較配列70と選択配列71の使用である。
最善の相関はすべての可能性を同時に使用することによって得られる。
すべての種類のオーディオヴィデオ装置が考えられる接続の信号処理回路に対して、最も広い意味が保たれる。こうして、信号処理回路はコーデックであり得て、この場合、入力信号は出力信号の特性が決定される参照信号である。信号処理回路はまた平衡装置であり得て、この場合、出力信号の特性はすでに存在する理想的な平衡装置に基づいて計算される参照信号に関して決定される。信号処理回路はスピーカーでもあり得て、この場合、出力信号は参照信号として使われ、音出力信号の特性がそれに関して決定される。さらに信号処理回路はスピーカーコンピューターモデルでもあり得て、この場合、それにセットされる値に基づいてスピーカーが設計され、低音量出力信号が参照信号として供給され、高音量出力信号が信号処理回路の出力信号として供給される。
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ることの結果、省かれ得る。
【図２】
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【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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