(57)【要約】【課題】評価対象ラジオの周波数特性が基準の周波数特性に対して音声信号の強さのレベルにおいて異なる場合であっても、ラジオの受信性能を適切に評価することができる受信性能評価装置を提供する。【解決手段】ラジオの受信性能評価するための受信性能評価装置２０は、評価対象ラジオ１２によって検波された音声信号の強さの周波数特性を表す第１スペクトルパターンと、基準ラジオ１３によって検波された音声信号の強さの周波数特性を表す第２スペクトルパターンとに対して、所定の周波数範囲における両スペクトルパターンの音声信号の強さの差の総和が最小となるように、音声信号の強さ方向にパターンマッチングを行うマッチング部２３と、パターンマッチングが施された第１スペクトルパターンと第２スペクトルパターンの差分を算出する差分算出部２４とを備えている。【選択図】図３
2015050545.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラジオの受信性能評価するための受信性能評価装置であって、
評価対象ラジオによって検波された音声信号の強さの周波数特性を表す第１スペクトルパターンと、基準ラジオによって検波された音声信号の強さの周波数特性を表す第２スペクトルパターンとに対して、所定の周波数範囲における両スペクトルパターンの音声信号の強さの差の総和が最小となるように、音声信号の強さ方向にパターンマッチングを行うマッチング部と、
前記パターンマッチングが施された前記第１スペクトルパターンと前記第２スペクトルパターンの差分を算出する差分算出部とを備えていることを特徴とする受信性能評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラジオの受信性能評価するための受信性能評価装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ラジオの受信性能評価に関する技術が知られている。例えば特許文献１には、ラジオ受信性能評価システムが記載されている。このラジオ受信性能評価システムは、車両に搭載された評価対象ラジオ受信機から取得した評価対象オーディオデータと、基地に設置された基準ラジオ受信機から取得した基準オーディオデータとを、時刻情報を基に時系列を一致させて比較し、基準オーディオデータに対する評価対象オーディオデータの差をとって、評価対象ラジオ受信機の性能を求めている。このラジオ受信性能評価システムの周波数変化解析部は、評価対象オーディオデータと基準オーディオデータの間の周波数変化の差を数式によって求め、これにより評価対象ラジオの評価結果を出力している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１０８４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の技術では、評価対象ラジオの周波数特性を基準の周波数特性と比較する際に、音声信号の強さのレベルが大きく異なる場合は、両者の差分が受信性能の評価の指標の指標として適切な表現となっていない。
【０００５】
そこで、本発明は、評価対象ラジオの周波数特性が基準の周波数特性に対して音声信号の強さのレベルにおいて異なる場合であっても、ラジオの受信性能を適切に評価することができる受信性能評価装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係る第１の局面は、ラジオの受信性能評価するための受信性能評価装置であって、評価対象ラジオによって検波された音声信号の強さの周波数特性を表す第１スペクトルパターンと、基準ラジオによって検波された音声信号の強さの周波数特性を表す第２スペクトルパターンとに対して、所定の周波数範囲における両スペクトルパターンの音声信号の強さの差の総和が最小となるように、音声信号の強さ方向にパターンマッチングを行うマッチング部と、パターンマッチングが施された第１スペクトルパターンと第２スペクトルパターンの差分を算出する差分算出部とを備えている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る第１の局面では、評価対象ラジオによって得られた第１スペクトルパターンと、基準ラジオによって得られた第２スペクトルパターンとの音声信号の強さのレベル差が小さくなる。従って、第１スペクトルパターンと第２スペクトルパターンの差分が受信性能の評価の指標として適切な表現となり、評価対象ラジオの周波数特性が基準の周波数特性に対して音声信号の強さのレベルにおいて異なる場合であっても、ラジオの受信性能を適切に評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態に係る受信性能評価装置を用いたラジオ評価系の概略構成図
【図２】受信性能評価方法を示すフローチャート
【図３】検波された音声信号のパワースペクトルなどを表す図表
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図１から図３を参照しながら、実施の形態について詳細に説明する。
【００１０】
［１．ラジオ評価系について］
まず、本実施の形態に係る受信性能評価装置２０を用いたラジオ評価系１０について説明する。ラジオ評価系１０は、図１に示すように、音声信号によって変調された高周波信号を出力する高周波信号発生器１１と、高周波信号発生器１１からの高周波信号を受信して音声信号を検波する第１ラジオ１２及び第２ラジオ１３と、第１ラジオ１２によって検波された音声信号及び第２ラジオ１３によって検波された音声信号を処理する受信性能評価装置２０とを備えている。第１ラジオ１２は、受信性能を評価する対象の評価対象ラジオであり、第２ラジオ１３は、第１ラジオ１２の受信性能を評価する際に基準となる基準ラジオである。
【００１１】
ラジオ評価系１０では、高周波信号発生器１１の出力端子に接続されたケーブルが２手に分岐し、一方が第１ラジオ１２のアンテナ端子に接続され、他方が第２ラジオ１３のアンテナ端子に接続されている。第１ラジオ１２と第２ラジオ１３には、完全に同期した高周波信号が入力される。また、高周波信号発生器１１の出力側は、疑似空中線（図示省略）を介して、第１ラジオ１２のアンテナ端子及び第２ラジオ１３のアンテナ端子に接続されている。
【００１２】
［２．受信性能評価装置について］
続いて、受信性能評価装置２０について説明する。
【００１３】
受信性能評価装置２０は、ラジオの受信性能を評価するための周波数パターンを表示出力する装置である。受信性能評価装置２０は、第１ラジオ１２によって検波された第１の音声信号の強さの周波数特性を表す第１スペクトルパターンと、第２ラジオ１３によって検波された第２の音声信号の強さの周波数特性を表す第２スペクトルパターンとの差分の周波数特性を、周波数パターンとして表示出力する。
【００１４】
受信性能評価装置２０は、図１に示すように、収音部２１、周波数解析部２２、マッチング部２３、及び差分算出部２４を備えている。収音部２１は、各ラジオ１２、１３から出力された音声信号を記録する。周波数解析部２２は、収音部２１に記録された音声信号の各々に対して、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）などを用いて周波数解析を行う。
【００１５】
ここで、第１の音声信号の強さと第２の音声信号の強さのレベル差が大きい場合は、第１のスペクトルパターンと第２のスペクトルパターンの差分の周波数特性をそのまま使用しても、ラジオの受信性能を適切に評価することができない。例えば、第２のスペクトルパターンに対して第１のスペクトルパターンが小さい場合は、差分の周波数特性は、ほとんど第２のスペクトルパターンが表現されているに過ぎない。一方、第２のスペクトルパターンに対して第１のスペクトルパターンが大きい場合は、差分の周波数特性は、ほとんど第１のスペクトルパターンが表現されているに過ぎない。そのため、何れの場合も、差分の周波数特性から、ラジオの受信性能を適切に評価することができない。
【００１６】
そこで、本実施の形態では、マッチング部２３が、所定の周波数範囲における第１スペクトルパターンと第２スペクトルパターンの音声信号の強さの差の総和（以下では、「パターン距離」という。）が最小となるように、第１スペクトルパターンと第２スペクトルパターンに対して、音声信号の強さ方向にパターンマッチングを行う。そして、差分算出部２４が、マッチング部２３によるパターンマッチングが施された第１スペクトルパターンと第２スペクトルパターンの差分を算出する。
【００１７】
［３．受信性能評価方法について］
続いて、図２のフローチャートを参照して、ラジオ評価系１０を用いた受信性能評価方法について説明する。
【００１８】
まず、ステップＳ２０１で、高周波信号発生器１１が、高周波信号（音声信号によって変調された高周波信号）の出力を開始する。次に、ステップＳ２０２で、各ラジオ１２、１３が、高周波信号発生器１１から出力された高周波信号を受信して、音声信号を検波する。各ラジオ１２、１３により、高周波信号から音声信号が取り出される。次に、ステップＳ２０３で、受信性能評価装置２０の収音部２１が、各ラジオ１２、１３から出力された音声信号を記録する。高周波信号発生器１１は、所定の測定期間に亘って高周波信号を出力し続ける。各ラジオ１２、１３は、上記測定期間に亘って音声信号を検波する。収音部２１は、上記測定期間に亘って検波された音声信号を記録する。ステップＳ２０４は、上記測定期間の終了後に行われる。
【００１９】
ステップＳ２０４では、受信性能評価装置２０の周波数解析部２２が、収音部２１に記録された音声信号に対して、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）などを用いて周波数解析を行う。周波数解析部２２は、第１ラジオ１２によって検波された第１の音声信号と、第２ラジオ１３によって検波された第２の音声信号の各々について、全測定期間をｍ個のフレーム（時間区間）に分割して、各フレームの音声信号に対して周波数解析を行う。周波数解析により、フレーム番号１からフレーム番号ｍまでの各フレームについて、図３に示すように、第１の音声信号の強さの周波数特性を表す第１のスペクトルパターンｆＡｉｊと、第２の音声信号の強さの周波数特性を表す第２のスペクトルパターンｆＢｉｊとが得られる。
【００２０】
次に、ステップＳ２０５では、受信性能評価装置２０のマッチング部２３が、第１のスペクトルパターンと第２のスペクトルパターンに対してパターンマッチングを行った後に、受信性能評価装置２０の差分算出部２４が、パターンマッチングが施された第１スペクトルパターンと第２スペクトルパターンの差分を算出する。
【００２１】
具体的に、パターンマッチングでは、パターン距離（つまり、所定の周波数範囲（１〜ｎ）における第１スペクトルパターンと第２スペクトルパターンの音声信号の強さの差の総和）を最小化するための変数として、変数Ｘが用いられる。そして、数式１及び数式２を用いて、パターン距離が最小値Ｄになるときの変数Ｘが求められる。
【数１】
2015050545.tif 000003
【００２２】
数式１において、Ｄは、パターン距離の最小値を表す。Ｄｉｊは、数式２により表される。Ｙは、変数Ｘの範囲を制約するための値である。
【数２】
2015050545.tif 000004
【００２３】
数式２において、ｆＡｉｊは、第１のスペクトルパターンを表す。ｆＢｉｊは、第２のスペクトルパターンを表す。ｆＡｉｊ及びｆＢｉｊは、周波数ｉ及びフレーム番号ｊにおける音の強さ（ｄＢ）を表している。
【００２４】
ステップＳ２０５では、パターンマッチングにより変数Ｘが求まると、数式３及び数式４を用いて、パターンマッチングが施された第１スペクトルパターンと第２スペクトルパターンの差分が算出される。数式３により、フレーム番号ｊにおける差分の周波数特性が求められる。そして、数式４により、数式３により求めた個々のフレーム（１〜ｍ）の周波数特性を用いて、全測定期間で平均化した周波数パターンＦが求められる。
【数３】
2015050545.tif 000005
【数４】
2015050545.tif 000006
【００２５】
以上により、ステップＳ２０５によれば、第１スペクトルパターンと第２スペクトルパターンとの差分の周波数特性を表す周波数パターンとして、パターン距離が最小となるときの周波数パターンＦが得られる。
【００２６】
最後に、ステップＳ２０６で、ステップＳ２０５で得られた周波数パターンＦを観測者が観測することにより、基準ラジオである第２ラジオ１３を基準として、評価対象ラジオである第１ラジオ１２の受信性能の評価が行われる。
【００２７】
［４．実施の形態の効果］
本実施の形態では、評価対象ラジオである第１ラジオ１２によって得られた第１スペクトルパターンと、基準ラジオである第２ラジオ１３によって得られた第１スペクトルパターンとの音声信号の強さのレベルが同程度になるようにパターンマッチングを行った後に、第１スペクトルパターンと第２スペクトルパターンの差分を算出している。従って、差分の周波数特性が受信性能の評価の指標として適切な表現となり、第１ラジオ１２の周波数特性を適切に評価することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は、ラジオの受信性能評価するための受信性能評価装置等に適用可能である。
【符号の説明】
【００２９】
１０  ラジオ評価系
１２  第１ラジオ
１３  第２ラジオ
２０  受信性能評価装置
２３  マッチング部
２４  差分算出部
【図１】
2015050545.tif 000007
【図２】
2015050545.tif 000008
【図３】
2015050545.tif 000009