(57)【要約】【課題】評価対象系がハードウェアであり、かつ客観評価測定装置とのインタフェースがアナログインタフェースであるため、評価対象信号に雑音が重畳され、結果として雑音により影響を受ける等といった評価の普遍性が確保できなくなる不都合を解消する。【解決手段】客観評価法の評価範囲内で一定区間毎に評価結果を出力するサンプル信号の作成、評価対象によって雑音が付加された要素信号を収録。収録した要素信号を全てのサンプル信号に加算し雑音付加信号を作成。全ての雑音付加信号に対して客観評価を実施し客観評価値を得る。サンプル信号、雑音付加信号の客観評価結果と、その２つの評価結果の差分を対応表にまとめ、それを評価対象系の収録条件とする。評価対象系に対する客観評価測定の実施。測定手順４で得られた評価対象系の収録条件を対応表に基づき補正し、客観評価結果の正規化を実施。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め規定した客観評価結果を保持するサンプル信号を、客観評価法の評価可能範囲内で一定区間毎に規定値に区切った各々の評価値に対応付けして作成しておくことによって、客観評価法の評価可能範囲内においてどのような雑音条件下でも正規化を可能としたことを特徴とする客観品質評価方法。
【請求項２】
請求項１記載の客観品質評価方法によって作成されたサンプル信号を用いて客観品質結果を正規化する客観品質評価方法であって、
予め規定した評価値と、サンプル信号と評価対象系で与えられる雑音とを加算して得られる評価値との対を、客観評価法の評価可能範囲内で表の一覧にし、その表を作成した評価対象系で得られる評価値を上記対応表の中で対となる評価値に正規化して品質評価を行う客観品質評価方法。
【請求項３】
請求項１記載の客観品質評価方法によって作成されたサンプル信号を用いて評価値を正規化する客観品質評価方法であって、
サンプル信号と評価対象系で与えられる雑音とを加算して得られる評価値と、その評価値と予め規定した評価値との差分とを対としてグラフ化し、収録条件として得られる評価対象信号の評価値から、その評価値と予め規定した評価値との差分を求める関係式を作成し、その関係式に、この関係式を作成した評価対象系で得られた評価値を代入することで正規化に必要な補正値を得、その補正値を評価対象系で測定した評価値から減じることで正規化された評価値を得ることを特徴とする客観品質評価方法。
【請求項４】
原信号に劣化を与え、品質評価値を任意に設定することができる劣化付加手段と、
上記劣化付加手段で劣化が付加されたサンプル信号と原信号とが入力され、上記サンプル信号の客観評価値を測定する客観品質評価測定手段と、
この客観品質評価測定手段で測定した評価値が評価可能範囲内において、一定区間毎に区切られたサンプル信号を収録するサンプル信号収録手段と、を具備していることを特徴とする客観品質評価装置。
【請求項５】
請求項４記載の客観品質評価装置で収録したサンプル信号と、その評価値及びサンプル信号と評価対象系で与えられる雑音とを加算して得られる評価値とを対応表に記憶し、この対応表を参照して評価対象系から得られる評価値を正規化することを特徴とする客観品質評価装置。
【請求項６】
請求項４記載の客観品質評価装置で収録したサンプル信号と、その評価値及びサンプル信号と評価対象系で与えられる雑音とを加算して得られる評価値との差分とを対として対応表に記録し、収録条件として得られる評価対象信号の評価値から、その評価値と予め規定した評価値との差分を求める関係式を作成し、その関係式に、この関係式を作成した評価対象系で得られた評価値を代入することで正規化に必要な補正値を得、その補正値を評価対象系で測定した評価値から減じることで正規化された評価値を得ることを特徴とする客観品質評価装置。
【請求項７】
コンピュータが読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータが解読可能な符号列で記述され、コンピュータに上記請求項１乃至３記載の客観品質評価方法を実行させる客観品質評価プログラム。
【請求項８】
コンピュータが読み取り可能な記録媒体で構成され、コンピュータに上記請求項１乃至３記載の客観品質評価方法を実行させる客観品質評価プログラムを記録した記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、人間が音声又は映像を聞いて或は観て、その品質を評価する主観評価試験を行う事なく、音声又は映像信号の物理的特徴量の測定から主観品質を推定する客観品質評価方法、客観品質評価装置、客観品質評価プログラム及びこのプログラムを記録した記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
評価対象信号の主観品質を、評価対象信号の物理的特徴量の測定結果から推定する客観評価方法において、評価対象信号の収録条件に応じて客観品質結果を正規化する事（収録条件を雑音が無い状態として客観評価結果を補正する事）を特徴とする客観品質評価法（特願２００２−２１３４８９）が存在し、
それに加え、評価対象系の雑音を測定する手法として、以下のような技術が公知の事実としてある。
（既存技術１）テストパターン信号（例えば、音声であれば無音、映像であればカラーバー等のテスト信号）を評価対象系への入力信号とし、その評価対象系からの出力信号を評価対象信号の収録条件として、収録条件を規定する品質評価技術と、
その技術を用いて、（既存技術２）予め客観評価結果（例えば、非特許文献１）が既知となっている評価信号（原信号に劣化を加えて規定した評価結果を得た信号）に、収録条件として得られる評価対象信号を加算し、その加算された信号と原信号（規定評価結果を保持する評価信号に劣化を加える前の信号）を用いて客観品質評価を行い、その得られた結果と既知となっていた客観評価値との差分を、評価対象系の収録条件とする品質評価技術が既存の技術として存在する。
【０００３】
これらの既存技術を利用した従来の客観評価装置では、評価対象系への入力信号と評価対象系からの出力信号を何らかの手段でデジタル信号として取り込み、客観評価アルゴリズム（例えば、非特許文献２）に基づいて評価値を算出している。また、従来の客観評価装置によれば評価対象系がハードウェアであり、かつ客観評価装置とのインタフェースがアナログインタフェースである場合、評価対象信号に雑音が重畳され、結果として雑音により影響を受ける等、評価の普遍性が確保できない不都合があった。
その不都合の解決法として、収録信号のＳ／Ｎ比（音声と雑音のパワー比）を測定することによって、雑音の影響を測定し、その影響を除去することで正規化する方法が提案されている（特願２００２−２１３４８９）。
また、公知の事実として、先に説明した既存技術１、２が存在し、その技術を用いることで、収録信号のＳ／Ｎを測定することなく、評価対象の収録条件（雑音の影響）を測定することが可能となる。
【０００４】
【非特許文献１】
ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｐ．８６２ＰＥＳＱの値に関する項。
【非特許文献２】
ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｐ．８６２に規定される音声品質客観評価法。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
先に提案した客観評価方法では収録信号のＳ／Ｎ比を測定し、Ｓ／Ｎ比の測定値に応じて評価値を正規化（補正）する方法を採ったが、この方法ではＳ／Ｎ比測定手段を必要とし、装置の規模が大きくなる不都合が生じる。また、評価の都度Ｓ／Ｎ比を測定するため、処理に要する時間が長くなる不都合もある。
この発明の目的は装置の規模を大きくすることなく、然も処理時間を短縮し、どのような条件下でも正しい正規化を施すことができる客観評価方法及び装置を提案しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明では、予め規定した客観評価結果を保持するサンプル信号を、客観評価法の評価可能範囲内で一定区間毎に規定値に区切った各々の表価値に対応付けして作成しておくことによって、客観評価法の評価可能範囲内においてどのような雑音条件下でも正規化を可能とした客観品質評価方法を提案する。
更にこの発明では、上記客観品質評価方法によって作成されたサンプル信号を用いて客観品質結果を正規化する客観品質評価方法であって、
予め規定した評価値と、サンプル信号と評価対象系で与えられる雑音とを加算して得られる評価値との対を、客観評価法の評価可能範囲内で表の一覧にし、その表を作成した評価対象系で得られる評価値を対応表の中で対となる評価値に正規化して品質評価を行う客観品質評価方法を提案する。
【０００７】
更にこの発明では、上記客観品質評価方法によって作成されたサンプル信号を用いて評価値を正規化する客観品質評価方法であって、サンプル信号と評価対象系で与えられる雑音とを加算して得られる評価値と、その評価値と予め規定した評価値との差分とを対としてグラフ化し、収録条件として得られる評価対象信号の評価値から、その評価値と予め規定した評価値との差分を求める関係式を作成し、その関係式に、この関係式を作成した評価対象系で得られた評価値を代入することで正規化に必要な補正値を得、その補正値を評価対象系で測定した評価値から減じることで正規化された評価値を得る客観品質評価方法を提案する。
【０００８】
更にこの発明では、原信号に劣化を与え、品質評価値を任意に設定することができる劣化付加手段と、劣化付加手段で劣化が付加されたサンプル信号と原信号とが入力され、サンプル信号の客観評価値を測定する客観品質評価測定手段と、この客観品質評価測定手段で測定した評価値が評価可能範囲内において、一定区間毎に区切られたサンプル信号を収録するサンプル信号収録手段と、を具備している客観品質評価装置を提案する。
更にこの発明では、上記客観品質評価装置で収録したサンプル信号と、その評価値及びサンプル信号と評価対象系で与えられる雑音とを加算して得られる評価値とを対応表に記憶し、この対応表を参照して評価対象系から得られる評価値を正規化する客観品質評価装置を提案する。
【０００９】
更にこの発明では、上記客観品質評価装置で収録したサンプル信号と、その評価値及びサンプル信号と評価対象系で与えられる雑音とを加算して得られる評価値との差分とを対として対応表に記録し、収録条件として得られる評価対象信号の評価値から、その評価値と予め規定した評価値との差分を求める関係式を作成し、その関係式に、この関係式を作成した評価対象系で得られた評価値を代入することで正規化に必要な補正値を得、その補正値を評価対象系で測定した評価値から減じることで正規化された評価値を得る客観品質評価装置を提案する。
【００１０】
更にこの発明では、コンピュータが読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータが解読可能な符号列で記述され、コンピュータに上記客観品質評価方法を実行させる客観品質評価プログラムを提案する。
更にこの発明では、コンピュータが読み取り可能な記録媒体で構成され、コンピュータに上記客観品質評価方法を実行させる客観品質評価プログラムを記録した記録媒体を提案する。
【００１１】
作用
この発明による客観品質評価方法及び装置によれば、予め評価値が評価可能範囲内において、一定区間に区切られて規定されたサンプル信号を作成しておくことにより、このサンプル信号を用いることで、どのような評価対象系であっても、各評価対象系で与えられたれる雑音にサンプル信号を加算した雑音付加信号を簡単に作成することができ、その評価値を簡単に測定することができる。これを対応表として記録することにより、この対応表から評価対象信号で測定される評価値を雑音を除去した評価に正規化することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１にこの発明の概念図を示す。図中１１は信号源、１２は評価対象系、１３は客観品質評価測定装置を示す。ここでは、評価対象系１２としてインターネットを利用したＶｏＩＰ電話系を評価対象系とした例を示す。
客観品質評価測定装置１３は一般にＰＥＳＱ（ペスク）測定器と呼ばれている測定器を用いることができる。ＰＥＳＱ測定器はＩＴＵ−Ｔ勧告Ｐ．８６２に規定される音声品質客観評価法に基いて信号の客観品質評価を行う。
評価対象系１２には信号源１１から評価対象信号となる原信号を入力し、評価対象系１２を通過した出力信号を入力し、評価対象系１２を通過した出力信号を客観品質評価測定装置１３に入力し、評価対象系１２で受けた品質の劣化を測定する。この測定には信号源１１から原信号が客観品質評価測定装置１３に入力され、原信号を基準として出力信号とのＰＥＳＱ値が測定され、評価結果が出力される。
【００１３】
この評価結果には評価対象系１２で受けた雑音Ａと雑音Ｂの影響を含んでいる。この発明では客観品質評価測定装置１３の評価結果を正規化手段１４に入力し、この正規化手段１４で評価結果を正規化し、この正規化により雑音Ａ及びＢの影響を除去した正規化された評価結果を得ることを目的としている。
この発明の特徴は正規化手段１４に図２に示す正規化のための対応表１４Ａを用意し、この対応表１４Ａを対応表参照手段１４Ｂで参照して評価結果を正規化し、この正規化により雑音Ａ及びＢの影響を除去した評価結果を得る点を特徴とするものである。
【００１４】
図２に示す対応表１４Ａの利用方法を簡単に説明する。評価対象信号を評価対象系１２に入力し、評価対象系１２の出力信号（雑音Ａと雑音Ｂを含んでいる）を客観品質評価測定装置１３で測定し、評価値（ＰＥＳＱ値）を得る。この評価値と対応する評価結果を雑音付加信号の欄の評価値から検索する。例えば評価結果が３．８であった場合は、評価値３．８に対応するサンプル信号の欄の評価値４．３を読む。この評価値４．３を正規化された評価値とする。この正規化された評価値は雑音Ａ及びＢの影響を除去した評価結果となる。
その理由は以下に説明する対応表１４Ａの作成方法を理解することにより明らかになる。以下に図２に示した対応表の作成方法について説明する。
【００１５】
対応表の作成方法
手順１：サンプル信号の作成
客観評価法の評価範囲内で、評価値（ＰＥＳＱ）を一定区間毎に区切り、その評価値を評価結果として出力する人工的に劣化を加えたサンプル信号を作成し、サンプル信号収録装置に収録する。
図３にサンプル信号作成手段の構成の一例を示す。図３に示す３０はサンプル信号作成手段を示す。サンプル信号作成手段３０は劣化付加手段３１と、サンプル信号収録手段３２と、客観品質評価測定装置１３とによって構成することができる。サンプル信号の作成は以下の如くして行われる。
信号源１１から出力した原信号を劣化付加手段３１に入力し、劣化付加手段３１で原信号に人工的に劣化を付加し、サンプル信号を生成する。劣化の付加方法としては原信号の波形の一部をクリップして歪ませるか、或は雑音の加算等が考えられる。
【００１６】
劣化付加手段３１で人工的に劣化が付加されたサンプル信号を客観品質評価測定装置１３に入力し、この客観品質評価測定装置１３で原信号を用いてサンプル信号の品質を観客評価し、その評価結果を求める。評価結果が評価範囲内で一定区間毎に規定値に区切るように劣化付加手段３１の劣化の度合を調整し、評価値が予め判定されている複数のサンプル信号を生成し、そのサンプル信号をそれぞれの評価値と共にサンプル信号収録手段３２に収録する。
図４にサンプル信号収録手段３２に収録したサンプル信号の様子を示す。図４に示す例では音声の客観評価を行う場合を例示するものであり、これにはＩＴＵ−Ｔ勧告Ｐ．８６２ＰＥＳＱ値の項目で定められている規定に従って−０．５〜４．５の評価範囲内を０．１刻みで区切られた音声ファイルを作成する。−０．５〜４．５の評価範囲を０．１刻みで区切った場合には５１の音声ファイルが作成される。
【００１７】
手順２：要素信号の作成
図１に示した評価対象系１２にパターン信号を入力し、パターン信号に雑音が付加された要素信号を作成する。音声評価用のパターン信号と要素信号の一例を図５に示す。図５Ａはパターン信号を示す。この例では、無音信号をパターン信号とした場合を示す。また、図５Ｂは評価対象系１２で受けた雑音を含む要素信号を示す。
尚、映像信号を評価する場合は例えば、テストパターン信号をパターン信号として用いることができる。図６に要素信号の作製手段の構成の一例を示す。パターン信号源６１からパターン信号を出力させ、このパターン信号を図１で説明した評価対象系１２に入力する。評価対象系１２で受けた雑音を含む要素信号を要素信号収録手段６２に収録する。この要素信号の作成は測定対象系１２が変わる都度実行される。
【００１８】
手順３：雑音付加信号の作成
手順１と２で作成した信号を加算し、雑音付加信号を作成する。図７Ａは手順１で作成したサンプル信号の一例を示す。このサンプル信号に手順２で作成した図７Ｂに示す要素信号を加算し、図７Ｃに示す雑音付加信号を作成する。図７Ｂに示す要素信号を加算し、図７Ｃに示す雑音付加信号を作成する。図７Ａに示すサンプル信号は図４に示したようにこの例では５１種類存在する。この５１種類のサンプル信号の全てに要素信号を加算し、５１種類の雑音付加信号を作成する。作成した各雑音付加信号と原信号を用いて各雑音付加信号の評価値を測定し、図２に示した雑音付加信号の品質評価欄を作成する。
【００１９】
図８に雑音付加信号作成手段の一例を示す。サンプル信号収録手段３２からは５１種類のサンプル信号を順次出力させる。要素信号収録手段６２からは要素信号を出力させる。５１種類のサンプル信号のそれぞれと要素信号を加算手段８１で加算し、５１種類の雑音付加信号を作成する。作成された５１種類の雑音付加信号を客観品質評価測定手段１３に入力し、この客観品質評価測定手段１３で信号源１１から与えられる原信号を用いて５１種類の雑音付加信号の評価値（ＰＥＳＱ値）を測定する。各雑音付加信号の評価値を評価値収録手段８２に収録する。
【００２０】
手順４：対応表の作成
手順１で求めた各サンプル信号の評価値と、手順３で求めた各雑音付加信号の評価値を図２に示した対応表１４Ａの各欄に記入し、対応表１４Ａを作成する。
更に、各サンプル信号の評価値と各雑音付加信号の評価値との差を求め、その差の値と差を表わす欄に記入し、図２に示す対応表１４Ａが完成する。
以上の説明から明らかなように、図２に示した対応表１４Ａの中のサンプル信号の評価値は評価対象系１２で受ける雑音の影響は全くなく、雑音の影響を含まない評価値である。これに対し、雑音付加信号の評価値は評価対象系１２で受けた雑音の影響を受けている。従って、先にも説明したように評価対象信号を評価対象系１２に入力し、その出力信号の品質評価値を客観品質評価測定手段１３で測定する。対応表参照手段１４Ｂ（図１参照）は対応表１４Ａを参照し、その評価値と一致する評価値を対応表１４Ａを参照し、その評価値と一致する評価値を対応表１４Ａの中の雑音付加信号の評価値の欄から検索し、その検索結果に対応するサンプル信号欄の評価値に読み替えることにより雑音の影響を除去した評価値に正規化することができる。
【００２１】
以上により対応表の作成方法と、対応表の意味するところが理解されよう。以下では作成した対応表１４Ａを利用して測定対象系１２で受ける雑音の影響を除去して評価対象信号の評価値を測定する客観品質評価方法について説明する。
対応表を利用した評価対象信号の客観品質評価方法には以下に示す２つの方法が考えられる。
方法１、対応表を利用した正規化
（ａ）図１に示した評価対象系１２に信号源１１から原信号を入力し、評価対象系１２の出力信号を客観品質評価測定装置１３に入力し、客観品質評価測定装置１３で原信号を用いて出力信号の客観品質評価値を測定する。
【００２２】
（ｂ）測定された評価値が、例えば「３．８３」であった場合、対応表１４Ａの評価値が０．１刻みで表現されているため、測定した評価値を小数点第二位を四捨五入して「３．８３」を「３．８」にする。
（ｃ）対応表参照手段１４Ｂは対応表１４Ａの中の雑音付加信号の評価値が「３．８」の値を検索し、検索された値の欄に対応するサンプル信号の評価値「４．３」を正規化された値とする。
この正規化により雑音に影響されない評価値を求めることができる。
【００２３】
方法２、関係式を用いた正規化
例えば図２に示した対応表１４Ａをグラフ化すると、図９のプロットのようになり、それらのプロットを線形補間或は回帰することにすると、同図に示される曲線Ｐのようになる。図９に示される曲線Ｐ雑音付加信号の評価値から差分を求める関係式が示されており、この関係式を用いて測定した客観的評価値を正規化する。この正規化のための関係式を以下のように設定する。
差分（補正値）＝ｆ（雑音付加信号の評価値）…（１）
測定された被評価信号の客観評価値を関係式ｆ（雑音付加信号の評価値）に代入する。それによって得られる補正値を以下の式に代入することにより、正規化された客観評価値が得られる。
正規化された客観評価値＝測定された客観評価値＋補正値…（２）
以上説明した客観品質評価方法及び客観品質評価装置はコンピュータにインストールした客観品質評価プログラムをコンピュータに実行させることにより実現される。客観品質評価プログラムはコンピュータが読み取り可能な記憶媒体にコンピュータが解読可能な符号列によって記述されて記憶され、記憶媒体から直接又は通信回線を通じてコンピュータにインストールされ、コンピュータに備えられているＣＰＵで解読されて実行される。
【００２４】
【発明の効果】
この発明によればサンプル信号を一旦作成しておけば、このサンプル信号を利用することにより、各評価対象系毎の雑音付加信号を簡単に作成することができる。つまり、サンプル信号が作成されていることによりどのような評価対象系に対しても図２に示した対応表を簡単に作成することができる。この結果、あらゆる評価対象系の評価を雑音の影響を除去して比較することができ、その値を同一条件下で比較することが可能となる。
また、この発明によれば対応表を参照するだけであるから、測定中にＳ／Ｎ比を演算する構成と比較して装置の規模を小さくすることができる。また、処理に要する時間も短くすることができる利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の客観品質評価方法の概要を説明するためのブロック図。
【図２】この発明の特徴とする対応表の一例を説明するための図。
【図３】この発明に用いるサンプル信号作成手段の一実施例を説明するためのブロック図。
【図４】図３に示したサンプル信号作成手段で作成したサンプル信号の様子を説明するための図。
【図５】この発明に用いる要素信号の作成方法を説明するための波形図。
【図６】この発明に用いる要素信号作成手段の一実施例を説明するためのブロック図。
【図７】この発明に用いる雑音付加信号の作成方法を説明するための波形図。
【図８】この発明に用いる雑音付加信号作成手段の一実施例を説明するためのブロック図。
【図９】この発明に用いる雑音付加信号の評価値と差分の関係を説明するグラフ。
【符号の説明】
１１    信号源                  ３２    サンプル信号収録手段
１２    評価対象系              ６１    パターン信号源
１３    客観品質評価測定装置    ６２    要素信号収録手段
１４    正規化手段              ８０    雑音付加信号作成手段
３０    サンプル信号作成手段    ８１    加算手段
３１    劣化付加手段            ８２    評価値収録手段
【図１】
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【図２】
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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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【図７】
2004219826.tif 000009
【図８】
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【図９】
2004219826.tif 000011