JP6201722B2 - Multipath evaluation apparatus and multipath evaluation method - Google Patents
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Description
本発明は、マルチパスノイズを評価するためのマルチパス評価装置及びマルチパス評価方法に関する。 The present invention relates to a multipath evaluation apparatus and a multipath evaluation method for evaluating multipath noise.
従来から、空間を伝播したラジオの電波などの信号(R/F信号)を検波することにより得られた音声信号(オーディオ信号)を用いて、R/F信号の伝播時に発生するマルチパスを検出する技術が知られている。例えば特許文献1には、車載用ラジオ受信機などに用いられる受信機が記載されている。この受信機では、音声信号または受信信号レベルの少なくともいずれか一方に基づいてマルチパスの発生を検知している。また、特許文献2には、マルチパスノイズの検出を確実化するために、所定パルス幅の制御信号を積分することによりマルチパスを検出する積分回路を具備する受信機が記載されている。
Conventionally, multipaths that occur during propagation of R / F signals are detected using audio signals (audio signals) obtained by detecting radio wave signals (R / F signals) that have propagated through space. The technology to do is known. For example,
ところで、例えば、R/F信号を検波する機器(ラジオのチューナなど)における、マルチパスノイズを抑制する部分の性能を評価するためには、R/F信号から得られた音声信号に含まれるマルチパスノイズの評価指標が必要である。従来の技術を用いてマルチパスを検出する場合、このような評価指標として、音声信号の時系列データの評価対象期間におけるマルチパス発生期間の総時間が考えられる。しかし、マルチパス発生期間の総時間を用いて、マルチパスノイズを評価する場合、その評価結果は、マルチパスノイズの音を人間が官能的に評価した結果(以下、「官能的評価結果」という場合がある。)とは相違する場合がある。つまり、マルチパス発生期間が長い場合は官能的評価結果の点数は悪くなるはずであるのに官能的評価結果の点数が良くなる場合や、マルチパス発生期間が短い場合は官能的評価結果の点数は良くなるはずであるのに官能的評価結果の点数が悪くなる場合がある。 By the way, for example, in order to evaluate the performance of a part that suppresses multipath noise in a device (such as a radio tuner) that detects an R / F signal, the multi-signal included in the audio signal obtained from the R / F signal is used. A path noise evaluation index is required. When multipath is detected using the conventional technique, the total time of the multipath generation period in the evaluation target period of the time series data of the audio signal can be considered as such an evaluation index. However, when multipath noise is evaluated using the total time of the multipath generation period, the evaluation result is the result of human sensuously evaluating the sound of multipath noise (hereinafter referred to as “sensory evaluation result”). May be different). In other words, if the multi-pass generation period is long, the sensory evaluation result score should be worse, but if the sensory evaluation result score is good, or if the multi-pass generation period is short, the sensory evaluation result score Although it should improve, the score of the sensory evaluation result may deteriorate.
本発明は、マルチパス評価装置によるマルチパスノイズの評価結果と官能的評価結果とが相違することを抑制することを目的とする。 It is an object of the present invention to suppress the difference between the evaluation result of multipath noise by the multipath evaluation apparatus and the sensory evaluation result.
本発明は、音声信号に含まれるマルチパスノイズを評価するためのマルチパス評価装置であって、音声信号の時系列データの評価対象期間から、マルチパスが発生したマルチパス発生期間を特定するマルチパス期間特定部と、評価対象期間におけるマルチパス発生期間の総時間と、マルチパス発生期間における音声信号の所定の高周波成分のパワーの時間変化率とに基づいて、マルチパスノイズの評価指標を出力する指標出力部とを備えている。 The present invention is a multipath evaluation apparatus for evaluating multipath noise included in an audio signal, and a multipath generation period in which a multipath has occurred is identified from an evaluation target period of time-series data of the audio signal. Based on the path period identification unit, the total time of the multipath generation period in the evaluation target period, and the time change rate of the power of the predetermined high frequency component of the audio signal in the multipath generation period, the multipath noise evaluation index is output And an index output unit.
また、本発明において、指標出力部は、マルチパス発生期間の総時間が長いほど大きくなり、且つ、高周波成分のパワーの時間変化率が大きいほど大きくなる評価値を、評価指標として出力してもよい。また、指標出力部は、評価対象期間の総時間に対するマルチパス発生期間の総時間の割合を、高周波成分のパワーの時間変化率に基づいて調整した値を、評価値として出力してもよい。 Further, in the present invention, the index output unit may output an evaluation value as an evaluation index that increases as the total time of the multipath generation period increases and increases as the time change rate of the high frequency component power increases. Good. The index output unit may output a value obtained by adjusting the ratio of the total time of the multipath generation period to the total time of the evaluation target period based on the time change rate of the power of the high frequency component as the evaluation value.
また、本発明において、指標出力部は、音声信号の所定の高周波帯域における複数の高周波成分のパワーの時間変化率の総和に基づいて、評価指標を出力してもよい。 In the present invention, the index output unit may output the evaluation index based on the sum of the temporal change rates of the power of a plurality of high frequency components in a predetermined high frequency band of the audio signal.
また、本発明において、指標出力部は、マルチパス発生期間の総時間と、高周波成分のパワーの時間変化率とに加えて、マルチパス発生期間における音声信号の高周波成分のパワーの大きさに基づいて、評価指標を出力する。 In the present invention, the index output unit is based on the magnitude of the power of the high frequency component of the audio signal in the multipath generation period in addition to the total time of the multipath generation period and the time change rate of the power of the high frequency component. Output an evaluation index.
本発明では、評価対象期間におけるマルチパス発生期間の総時間と、マルチパス発生期間における音声信号の所定の高周波成分のパワーの時間変化率とに基づいて、マルチパスノイズの評価指標が出力される。ここで、本願発明者は、マルチパスが発生する場合は、音声信号のパワースペクトルにおいて高周波帯域にマルチパスノイズのパワーが存在していることを見つけ出した。マルチパス発生期間における音声信号の所定の高周波成分のパワーの時間変化率は、マルチパスノイズの音の強さの変化率を反映した値である。例えば、短く強いマルチパスノイズの音は、上記パワーの時間変化率が大きく、官能的評価結果が悪くなる。逆に、長く弱いマルチパスノイズは、上記パワーの時間変化率が小さく、官能的評価結果が良くなる。つまり、上記高周波成分のパワーの時間変化率は、官能的評価結果の良否に対応している。本発明によれば、マルチパス発生期間の総時間に加えて、官能的評価結果の良否に対応する上記パワーの時間変化率に基づいて評価指標を出力するため、マルチパス評価装置によるマルチパスの評価結果と官能的評価結果とが相違することを抑制することができる。 In the present invention, an evaluation index for multipath noise is output based on the total time of the multipath generation period in the evaluation target period and the time change rate of the power of a predetermined high-frequency component of the audio signal in the multipath generation period. . Here, the present inventor has found that when multipath occurs, the power of multipath noise exists in the high frequency band in the power spectrum of the audio signal. The time change rate of the power of the predetermined high-frequency component of the audio signal during the multipath generation period is a value reflecting the change rate of the sound intensity of the multipath noise. For example, a short and strong multipath noise sound has a large rate of time change of the power, and the sensory evaluation result becomes worse. On the other hand, long and weak multipath noise has a small time change rate of the power, and the sensory evaluation result is improved. That is, the temporal change rate of the power of the high frequency component corresponds to the quality of the sensory evaluation result. According to the present invention, in addition to the total time of the multipath generation period, the evaluation index is output based on the time change rate of the power corresponding to the quality of the sensory evaluation result. The difference between the evaluation result and the sensory evaluation result can be suppressed.
また、本発明において、評価対象期間の総時間に対するマルチパス発生期間の総時間の割合(マルチパス率)を、高周波成分のパワーの時間変化率に基づいて調整した値を、評価値として出力すれば、評価対象期間の総時間に対するマルチパスノイズの影響度合いを相対的に把握することができる。 In the present invention, a value obtained by adjusting the ratio of the total time of the multipath generation period to the total time of the evaluation target period (multipath ratio) based on the time change rate of the power of the high frequency component is output as the evaluation value. For example, it is possible to relatively grasp the degree of influence of multipath noise on the total time of the evaluation target period.
また、本発明において、音声信号の所定の高周波帯域における複数の高周波成分のパワーの時間変化率の総和に基づいて評価指標を出力すれば、単一の高周波成分のパワーの時間変化率に基づいて評価指標を出力する場合に比べて、高周波帯域の全体的なパワーの時間変化率を反映することができ、マルチパス評価装置によるマルチパスの評価結果と官能的評価結果とが相違することを抑制することができる。 In the present invention, if the evaluation index is output based on the sum of the temporal change rates of the power of a plurality of high-frequency components in a predetermined high-frequency band of the audio signal, the time-based change rate of the power of the single high-frequency component Compared with the case where the evaluation index is output, the time change rate of the overall power in the high frequency band can be reflected, and the difference between the multipath evaluation result and the sensory evaluation result by the multipath evaluation device is suppressed. can do.
また、本発明において、マルチパス発生期間における音声信号の高周波成分のパワーの大きさを加えて評価指標を出力すれば、評価指標にマルチパスノイズの音の強さを反映することができ、マルチパス評価装置によるマルチパスの評価結果と官能的評価結果とが相違することを抑制することができる。 In the present invention, if the evaluation index is output by adding the power of the high frequency component of the audio signal during the multipath generation period, the strength of the sound of multipath noise can be reflected in the evaluation index. It is possible to suppress the difference between the multipass evaluation result and the sensory evaluation result by the path evaluation device.
以下、図1−図4を参照しながら、実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to FIGS.
[1.ラジオ評価系について]
まず、本実施の形態に係るマルチパス評価装置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、試験信号(R/F信号)を出力する信号出力器11と、信号出力器11からの試験信号を受信して音声信号を検波するラジオ12と、ラジオ12から音声信号が入力されてその音声信号に含まれるマルチパスノイズの評価指標としてマルチパス評価値を算出するマルチパス評価装置20とを備えている。ラジオ12は、例えば、車両に搭載されるラジオであり、アンテナとチューナなどを備えている。なお、ラジオ評価系10では、信号出力器11の出力端子に接続されたケーブルが、疑似空中線(図示省略)を介して、ラジオ12のアンテナ端子に接続されている。ラジオ12では、試験信号がアンテナ端子からチューナへ入力される。
[1. About Radio Evaluation System]
First, the
試験信号は、例えば、データ取得用のラジオ(ラジオ12と同じであってもよいし、異なっていてもよい)がフィールドで受信したR/F信号(つまり、データ取得用のラジオを搭載した車両の走行中に、そのラジオが実地で受信したR/F信号)である。試験信号は、検波をされてない状態の信号(つまり、チューナに入力される前の信号)である。試験信号は、フィールドで例えば所定の期間に亘って取得され、メモリーに保存される。このメモリーは信号出力器11に装着され、信号出力器11は、メモリーに保存された試験信号を出力する。試験信号は、データ取得用のラジオがフィールドで受信したR/F信号(電波)の伝播時に発生したマルチパスの影響を受けている。試験信号の検波により得られた音声信号には、マルチパスノイズが含まれている。 The test signal is, for example, an R / F signal received in the field by a radio for data acquisition (may be the same as or different from the radio 12) (that is, a vehicle equipped with a radio for data acquisition) R / F signal received by the radio in the field during driving. The test signal is a signal that has not been detected (that is, a signal before being input to the tuner). The test signal is acquired in a field, for example, over a predetermined period and stored in a memory. This memory is attached to the signal output unit 11, and the signal output unit 11 outputs a test signal stored in the memory. The test signal is affected by the multipath generated during propagation of the R / F signal (radio wave) received in the field by the radio for data acquisition. The audio signal obtained by detecting the test signal includes multipath noise.
[2.マルチパス評価装置について]
続いて、マルチパス評価装置20について説明する。
[2. About multipath evaluation equipment]
Next, the
マルチパス評価装置20は、ラジオ12から入力された音声信号の時系列データの全期間を評価対象期間として、その評価対象期間から、フィールドにおけるR/F信号の伝播時にマルチパスが発生したマルチパス発生期間を特定する。そして、マルチパス評価装置20は、評価対象期間におけるマルチパス発生期間の総時間と、マルチパス発生期間における音声信号の所定の高周波成分のパワーの時間変化率とに基づいて、マルチパス評価値を算出して出力する。高周波成分は、音声信号の高周波帯域(例えば、10kHz以上14kHz以下の帯域)に属する周波数成分である。
The
マルチパス評価装置20は、上記マルチパス発生期間の総時間が長いほどマルチパス評価値が大きくなり、且つ、上記高周波成分のパワーの時間変化率が大きいほどマルチパス評価値が大きくなるように、マルチパス評価値を算出する。マルチパス評価装置20は、高周波成分のパワーの時間変化率に基づいてマルチパス率を調整した値を、マルチパス評価値として算出する。マルチパス率は、評価対象期間の総時間に対するマルチパス発生期間の総時間の割合である。マルチパス評価装置20は、図1に示すように、収音部21、周波数解析部22、マルチパス期間特定部23、及び指標出力部24を備えている。
The
なお、マルチパス評価装置20は、CPU、RAM、及びROM等がバスを介して接続されたコンピュータユニットである。図1に示す機能ブロック22〜24は、ROMに格納されたプログラム・ソフトウェアをCPUが実行することにより機能する機能ブロックである。これらの機能ブロックは明確に分離したプログラムによって実現される必要はなく、サブルーチンや関数として他のプログラムによって呼び出されるものであってもよい。また、機能ブロックの一部を、LSI(Large Scale Integrated circuit)、IC(Integrated Circuit)又はFPGA(Field Programmable Gate Array)等のハードウエア手段によって実現してもよい。
The
収音部21は、ラジオ12から入力された音声信号(デジタルの時系列データ)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、収音部21に記録された音声信号の時系列データの評価対象期間を複数のフレーム(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い、各フレームについて、音声信号のパワーの周波数特性を表すパワースペクトルを出力する。
The
マルチパス期間特定部23は、周波数解析部22で分割された各フレームに対して、各フレームのパワースペクトルを用いて、フィールドにおけるR/F信号の伝播時にマルチパスが発生したマルチパスフレームであるか否かを判定するマルチパス判定を行う。さらに、マルチパス期間特定部23は、マルチパス判定においてマルチパスフレームであると判定したフレームが連続する期間(マルチパスフレームの小集団)、及び、単一のマルチパスフレームを、マルチパス発生期間として特定する。また、マルチパス期間特定部23は、マルチパス判定に用いる判定用閾値として、第1の閾値及び第2の閾値を算出する。なお、第1の閾値及び第2の閾値は、マルチパス評価装置20に予め設定された値であってもよい。
The multipath
指標出力部24は、マルチパス期間特定部23により特定されたマルチパス発生期間の各マルチパスフレームについて、所定の高周波成分のパワーの時間変化率に基づいて重み係数(後述する数式4のΔBand_PWRi)を算出する。そして、指標出力部24は、各マルチパスフレームの重み係数にマルチパス率を調整した値を、マルチパス評価値として算出してマルチパス評価装置20の画面に出力する。
For each multipath frame in the multipath generation period specified by the multipath
[3.マルチパス評価値の算出方法について]
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を用いたマルチパス評価値(デルタマルチパス率)の算出方法について説明する。なお、ステップS206は、マルチパス期間特定ステップに相当し、ステップS207及びステップS208は、指標出力ステップに相当する。
[3. Multipath evaluation value calculation method]
Next, a method of calculating a multipath evaluation value (delta multipath rate) using the
まず、ステップS201で、信号出力器11が、試験信号の出力を開始する。次に、ステップS202で、ラジオ12が、信号出力器11から出力された試験信号を受信して、チューナによって音声信号を検波する。ラジオ12により、試験信号から音声信号が取り出される。次に、ステップS203で、マルチパス評価装置20の収音部21が、ラジオ12から出力された音声信号を記録する。なお、信号出力器11は、試験信号の全期間に亘って試験信号を出力する。ラジオ12は、試験信号の全期間に亘って音声信号を検波する。収音部21は、試験信号の全期間に亘って検波された音声信号を記録する。例えば、ステップS204は、音声信号の記録終了後に行われる。
First, in step S201, the signal output unit 11 starts outputting a test signal. Next, in step S202, the radio 12 receives the test signal output from the signal output unit 11, and detects the audio signal by the tuner. An audio signal is extracted from the test signal by the radio 12. Next, in step S <b> 203, the
ステップS204では、マルチパス評価装置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、収音部21に記録された音声信号の時系列データの全期間を評価対象期間に設定して、評価対象期間を複数のフレーム(n個のフレーム)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、各フレームについて、図3に示すように、音声信号のパワーの周波数特性を表すパワースペクトルが得られる。各フレームのパワースペクトルは、例えば人間の可聴域(例えば20Hz以上14kHz以下の帯域)を対象範囲として作成される。
In step S204, the
以下では、パワースペクトルの全対象範囲(人間の可聴域)を「全周波数帯域(Overall)」という。また、パワースペクトルの全対象範囲(人間の可聴域)の高周波側の帯域(例えば、10kHz以上14kHz以下の帯域)を「高周波帯域(Band)」という。音声信号の高周波成分は、高周波帯域に属する周波数成分である。また、図4に示すように、評価対象期間の全フレームは、時間が先のフレームから順番に、1からnまでの番号i(1≦i≦n)が割り振られる。 Hereinafter, the entire target range (human audible range) of the power spectrum is referred to as “overall frequency band (Overall)”. In addition, a band on the high frequency side (for example, a band of 10 kHz to 14 kHz) of the entire target range (human audible range) of the power spectrum is referred to as a “high frequency band (Band)”. The high frequency component of the audio signal is a frequency component belonging to the high frequency band. Further, as shown in FIG. 4, numbers i (1 ≦ i ≦ n) from 1 to n are assigned to all frames in the evaluation target period in order from the previous frame.
ステップS205では、周波数解析部22が、周波数解析結果から、各フレームiのパワースペクトルの全周波数帯域における複数の周波数成分について、パワーの大きさを取得する。例えば、上記複数の周波数成分の周波数間隔は、一定である。パワーの大きさは、図3に記載のパワースペクトルの縦軸の値であり、単位(dBV)で表される。なお、図3に示すように、全周波数帯域において上記複数の周波数成分には、周波数が低い方から順番に、1からbまでの番号j(1≦j≦b)が割り振られる。周波数が最低の高周波成分(例えば10kHz)の番号jはa(a≦b)であり、周波数が最高の高周波成分(例えば14kHz)の番号jはbである。
In step S205, the
次に、周波数解析部22は、数式1を用いて、各フレームiのパワースペクトルの各周波数成分jにおけるパワーの時間変化率ΔPWRi,jを算出する。パワーの時間変化率ΔPWRi,jは、フレームiの時間Tiによって、フレームi+1のパワーPWRi+1,jと、フレームiのパワーPWRi,jの差を除することのより算出される(Ti、PWRi+1,j、PWRi,jは図3参照)。なお、各フレームの時間は等しい。
ステップS206では、評価対象期間の全フレームの各々を判定区間として、全フレームの中からマルチパス候補フレームを特定する第1特定動作を行い、次に、第1特定動作によって特定された全てのマルチパス候補フレームの各々を判定区間として、全てのマルチパス候補フレームの中から、マルチパスフレームを特定する第2特定動作を行う。ステップS206では、第1特定動作及び第2特定動作により、マルチパス判定が行われる。 In step S206, a first specifying operation for specifying a multipath candidate frame from all the frames is performed using each of all the frames in the evaluation target period as a determination section, and then all of the multiple specified by the first specifying operation are performed. Using each of the path candidate frames as a determination section, a second specifying operation for specifying a multipath frame from all the multipath candidate frames is performed. In step S206, multipath determination is performed by the first specific operation and the second specific operation.
第1特定動作では、まずマルチパス期間特定部23が、ステップS205において取得された各フレームiの各周波数成分jのパワーの大きさから、数式2の右辺に入力するパワーの値(Ave_Overall、MAX_Overall)を取得し、取得した値を数式2に代入して第1の閾値T1を算出する。なお、数式2は、第1の閾値T1の算出方法の一例である。
数式2において、MAX_Overallは、評価対象期間の全フレームのパワースペクトルの全周波数帯域におけるパワーの最大値を表し、Ave_Overallは、評価対象期間の全フレームのパワースペクトルの全周波数帯域におけるパワーの平均値を表す。Aは、第1の設定値(例えば70%)であり、例えばマルチパス評価装置20に予め設定されている。第1の閾値T1は、全フレームのパワースペクトルの全周波数帯域におけるパワーの最大値とパワーの平均値の間を所定の割合で按分した値に設定される。
In
第1特定動作では、第1の閾値T1の算出後に、マルチパス期間特定部23が、各フレームiについて、パワースペクトルの全周波数帯域におけるパワーの平均値Overall_PWR(i)が第1の閾値T1を超えるという第1条件が成立するか否かを判定し、第1条件が成立するフレームを、マルチパス候補フレームとして特定する。第1特定動作では、全フレームの中で全周波数帯域におけるパワーの平均値が相対的に高いフレームが、マルチパス候補フレームとして特定される。
In the first specifying operation, after the calculation of the first threshold T1, the multipath
第2特定動作では、まずマルチパス期間特定部23が、ステップS205において取得された各フレームiの各高周波成分jのパワーの大きさから、数式3の右辺に入力するパワーの値(Ave_Band_PWR、MAX_Band_PWR)を取得し、取得した値を数式3に代入して第2の閾値T2を算出する。なお、数式3は、第2の閾値T2の算出方法の一例である。
数式3において、MAX_Band_PWRは、全てのマルチパス候補フレームのパワースペクトルの高周波帯域におけるパワーの最大値を表し、Ave_Band_PWRは、全てのマルチパス候補フレームのパワースペクトルの高周波帯域におけるパワーの平均値を表す。Bは、第2の設定値(例えば90%)であり、例えばマルチパス評価装置20に予め設定されている。第2の閾値T2は、全てのマルチパス候補フレームのパワースペクトルの高周波帯域におけるパワーの最大値とパワーの平均値の間を所定の割合で按分した値に設定される。
In Equation 3, MAX_Band_PWR represents the maximum value of power in the high frequency band of the power spectrum of all multipath candidate frames, and Ave_Band_PWR represents the average value of power in the high frequency band of the power spectrum of all multipath candidate frames. B is a second set value (for example, 90%), and is set in advance in the
第2特定動作では、第2の閾値T2の算出後に、マルチパス期間特定部23が、各マルチパス候補フレームiについて、パワースペクトルの高周波帯域におけるパワーの平均値Band_PWR(i)が第2の閾値T2を超えるという第2条件が成立するか否かを判定し、第2条件が成立するマルチパス候補フレームを、マルチパスフレームとして特定する。第2特定動作では、全てのマルチパス候補フレームの中で高周波帯域におけるパワーの平均値が相対的に高いフレームが、マルチパスフレームとして特定される。
In the second specifying operation, after the calculation of the second threshold T2, the multipath
ステップS206では、第1条件及び第2条件の両方が成立するフレームが、マルチパスフレームとして特定される。そして、マルチパス期間特定部23は、時間軸に沿って連続する複数のマルチパスフレームの小集団、及び、単一のマルチパスフレーム(直前と直後のフレームがマルチパスフレームと判定されなかったマルチパスフレーム)を、マルチパス発生期間として特定する。マルチパスフレームの小集団では、最初のマルチパスフレームの開始時点から、最後のマルチパスフレームの終了時点までが、マルチパス発生期間となる。単一のマルチパスフレームでは、そのマルチパスフレーム開始時点から終了時点までが、マルチパス発生期間となる。マルチパス期間特定部23は、複数のマルチパス発生期間を検出した場合、複数のマルチパス発生期間を特定する。以下では、複数のマルチパス発生期間が特定された場合について説明する。なお、図4に示すように、評価対象期間では、時間が先のマルチパス発生期間から順番に、1からmまでの番号x(1≦x≦m)が割り振られる。また、各マルチパス発生期間では、時間が先のマルチパスフレームから順番に、1からkまでの番号y(1≦y≦k)が割り振られる。
In step S206, a frame that satisfies both the first condition and the second condition is identified as a multipath frame. Then, the multipath
ステップS207では、指標出力部24が、各マルチパス発生期間について、各マルチパスフレームの番号yをフレームの番号iに対応付けて、各マルチパスフレームyのパワースペクトルの各高周波成分jにおけるパワーの時間変化率ΔPWRy,jを、数式1により算出したΔPWRi,jに対応付けする。そして、指標出力部24は、数式4を用いて、各マルチパス発生期間の各マルチパスフレームyについて、全ての高周波成分jのパワーの時間変化率の総和(高周波成分aから高周波成分bまでのパワーの時間変化率の総和)を、各マルチパスフレームyの重み係数ΔBand_PWRyとして算出する。
ステップS208では、指標出力部24が、数式5及び数式6を用いて、マルチパス評価値Xを算出する。数式5によれば、各マルチパス発生期間xについて、マルチパスフレーム1からマルチパスフレームkまでの重み係数ΔBand_PWRiの総和(全てのマルチパスフレームの重み係数の総和)の絶対値が、フレーム合計値ΔBand_PWRxとして算出される。さらに、数式6によれば、マルチパス発生期間1からマルチパス発生期間mまでのフレーム合計値ΔBand_PWRxの総和(全てのマルチパス発生期間のフレーム合計値の総和)を評価対象期間の全フレーム数nで除することにより、マルチパス評価値Xが算出される。
数式6の右辺の分子は、評価対象期間の全てのマルチパスフレームの重み係数ΔBand_PWRiの合計値である。この合計値は、各マルチパスフレームの時間を1とした場合に、各マルチパスフレームの時間に対して各マルチパスフレームの重み係数を乗じた値の合計値に等しい。従って、数式6の右辺の分子を全フレーム数nで除したマルチパス評価値Xは、各マルチパスフレームの時間に対して各マルチパスフレームの重み係数により重み付けを行うことによってマルチパス率を調整した値ということができる。 The numerator on the right side of Equation 6 is the total value of the weighting factors ΔBand_PWR i of all the multipath frames in the evaluation target period. This total value is equal to the total value of values obtained by multiplying the time of each multipath frame by the weight coefficient of each multipath frame, where the time of each multipath frame is 1. Therefore, the multipath evaluation value X obtained by dividing the numerator on the right side of Equation 6 by the total number of frames n adjusts the multipath rate by weighting the time of each multipath frame with the weighting coefficient of each multipath frame. It can be said that.
ステップS208でマルチパス評価値が算出されると、マルチパス評価装置20は、マルチパス評価値Xを画面に表示することにより、マルチパス評価値を使用者に提示する。マルチパス評価装置20は、ラジオ12とは別のラジオが同じ試験信号を検波した結果得られた音声信号に対しても、マルチパス評価値を算出して出力する。使用者は、複数のラジオの間で、各ラジオの音声信号(試験信号は同じ)に対するマルチパス評価値を比較することで、各ラジオにおけるマルチパスノイズを抑制する部分の性能を相対的に評価することができる。
When the multipath evaluation value is calculated in step S208, the
[4.実施の形態の効果]
本実施の形態では、評価対象期間におけるマルチパス発生期間の総時間と、マルチパス発生期間における音声信号の所定の高周波成分のパワーの時間変化率とに基づいて、マルチパス評価値が算出される。
[4. Effects of the embodiment]
In the present embodiment, the multipath evaluation value is calculated based on the total time of the multipath generation period in the evaluation target period and the time change rate of the power of a predetermined high-frequency component of the audio signal in the multipath generation period. .
ここで、上述したように、マルチパス発生期間における音声信号の所定の高周波成分のパワーの時間変化率は、マルチパスノイズの音の強さの変化率を反映した値である。短く強いマルチパスノイズの音は、上記パワーの時間変化率が大きく、官能的評価結果が悪くなる。逆に、長く弱いマルチパスノイズは、上記パワーの時間変化率が小さく、官能的評価結果が良くなる。具体的に、マルチパスノイズにより「ザザ」、「ザ」又は「プチ」という雑音が発生する場合、上記パワーの時間変化率が大きく、官能的評価結果が悪くなる。マルチパスノイズにより「サー」という雑音が発生する場合、上記パワーの時間変化率が小さく、官能的評価結果が良くなる。つまり、上記パワーの時間変化率は、官能的評価結果の良否に対応している。本実施の形態によれば、マルチパス発生期間の総時間に加えて、官能的評価結果の良否に対応する上記パワーの時間変化率に基づいてマルチパス評価値を出力するため、マルチパス評価装置20によるマルチパスの評価結果と官能的評価結果とが相違することを抑制することができる。 Here, as described above, the temporal change rate of the power of a predetermined high-frequency component of the audio signal in the multipath generation period is a value reflecting the change rate of the sound intensity of the multipath noise. A short and strong multipath noise sound has a large rate of time change of the power, resulting in poor sensory evaluation results. On the other hand, long and weak multipath noise has a small time change rate of the power, and the sensory evaluation result is improved. Specifically, when the noise “Zaza”, “Za” or “Petit” is generated due to multipath noise, the rate of time change of the power is large and the sensory evaluation result becomes poor. When the noise “sir” is generated due to multipath noise, the time change rate of the power is small and the sensory evaluation result is improved. That is, the time change rate of the power corresponds to the quality of the sensory evaluation result. According to the present embodiment, in order to output the multipath evaluation value based on the time change rate of the power corresponding to the quality of the sensory evaluation result in addition to the total time of the multipath generation period, the multipath evaluation apparatus It can suppress that the multipass evaluation result by 20 and the sensory evaluation result differ.
また、本実施の形態では、マルチパス率を高周波成分のパワーの時間変化率に基づいて調整した値を、評価値として出力するため、評価対象期間の総時間に対するマルチパスノイズの影響度合いを相対的に把握することができる。 In this embodiment, since the value obtained by adjusting the multipath rate based on the time change rate of the power of the high-frequency component is output as an evaluation value, the degree of influence of multipath noise on the total time of the evaluation target period is relative. Can be grasped.
また、本実施の形態では、音声信号の所定の高周波帯域における複数の高周波成分のパワーの時間変化率の総和に基づいて評価指標を出力するため、高周波帯域の全体的なパワーの時間変化率を反映することができ、マルチパス評価装置20によるマルチパスの評価結果と官能的評価結果とが相違することを抑制することができる。
In this embodiment, since the evaluation index is output based on the sum of the temporal change rates of the power of a plurality of high-frequency components in a predetermined high-frequency band of the audio signal, the overall temporal change rate of the power in the high-frequency band is calculated. It can reflect, and it can control that the multipass evaluation result by the
[5.その他の実施の形態]
上記実施の形態について、数式6において評価対象期間の全フレーム数nで除してマルチパス評価値Xを算出したが、数式7のように、評価対象期間の全フレーム数nで除することなくマルチパス評価値X’を算出してもよい。
In the above embodiment, the multipath evaluation value X is calculated by dividing by the total number of frames n in the evaluation target period in Expression 6, but without being divided by the total number of frames n in the evaluation target period as in Expression 7. A multipath evaluation value X ′ may be calculated.
また、上記実施の形態について、マルチパスノイズの評価指標として、マルチパス発生時間の総時間(又はマルチパス率)と、全てのマルチパスフレームの重み係数の総和とをそれぞれ画面に表示してもよい。 In the embodiment described above, the total time of multipath generation time (or multipath rate) and the sum of weight coefficients of all multipath frames may be displayed on the screen as multipath noise evaluation indices. Good.
また、上記実施の形態について、複数の高周波成分のパワーの時間変化率の総和を各マルチパスフレームの重み係数としたが、単一の高周波成分のパワーの時間変化率を各マルチパスフレームの重み係数としてもよい。 In the above embodiment, the sum of the temporal change rates of the power of a plurality of high-frequency components is used as the weighting coefficient of each multipath frame, but the temporal change rate of the power of a single high-frequency component is the weight of each multipath frame. It is good also as a coefficient.
また、上記実施の形態について、マルチパスフレームを特定するために、ケプストラム(Cepstrum)分析を行ってもよい。ケプストラム分析では、ケプストラム(人間の声の信号を表す特徴ベクトル)の存在の有無が判定される。例えば、「ケプストラム無し」という第3条件が成立するか否かを判定し、第1条件、第2条件、及び第3条件の全てが成立するフレームをマルチパスフレームとして特定してもよい。 In the above embodiment, a cepstrum analysis may be performed in order to specify a multipath frame. In the cepstrum analysis, the presence or absence of a cepstrum (a feature vector representing a human voice signal) is determined. For example, it may be determined whether or not the third condition “no cepstrum” is satisfied, and a frame in which all of the first condition, the second condition, and the third condition are satisfied may be specified as a multipath frame.
また、上記実施の形態について、評価対象期間におけるマルチパス発生期間の総時間と、マルチパス発生期間における音声信号の所定の高周波成分のパワーの時間変化率とに加えて、さらに、マルチパス発生期間における音声信号の高周波成分のパワーの大きさ(例えば、高周波帯域の平均パワー)に基づいて、マルチパス評価値を算出してもよい。これにより、マルチパス評価値にマルチパスノイズの音の強さを反映することができる。 In the embodiment, in addition to the total time of the multipath generation period in the evaluation target period and the time change rate of the power of the predetermined high-frequency component of the audio signal in the multipath generation period, the multipath generation period The multipath evaluation value may be calculated based on the magnitude of the power of the high-frequency component of the audio signal at (for example, the average power in the high-frequency band). Thereby, the sound intensity of multipath noise can be reflected in the multipath evaluation value.
また、上記実施の形態について、ラジオ以外の機器(例えばテレビ)で検波された音声信号をマルチパス評価装置20に入力して、マルチパス評価値を算出してもよい。
In the embodiment described above, an audio signal detected by a device other than a radio (for example, a television) may be input to the
また、上記実施の形態では、パワースペクトル上のパワー(dBV)の値の時間変化率をそのまま用いてマルチパス評価値を算出したが、パワー(dBV)から換算できる他の単位(例えばdB、V)の数値(音声信号の強さを表す値)の時間変化率に基づいて、マルチパス評価値を算出してもよい。 In the above embodiment, the multipath evaluation value is calculated using the time change rate of the power (dBV) value on the power spectrum as it is, but other units (for example, dB, V, etc.) that can be converted from the power (dBV) are calculated. The multipath evaluation value may be calculated based on the time change rate of the numerical value of) (a value representing the strength of the audio signal).
本発明は、マルチパスノイズを評価するためのマルチパス評価装置及びマルチパス評価方法等に適用可能である。 The present invention is applicable to a multipath evaluation apparatus and a multipath evaluation method for evaluating multipath noise.
10 ラジオ評価系
11 信号出力器
12 ラジオ
20 マルチパス評価装置
23 マルチパス期間特定部
24 指標出力部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記音声信号の時系列データの評価対象期間において、マルチパスが発生したマルチパス発生期間を特定するマルチパス期間特定部と、
前記評価対象期間における前記マルチパス発生期間の総時間と、前記マルチパス発生期間における前記音声信号の所定の高周波成分のパワーの時間変化率とに基づいて、マルチパスノイズの評価指標を出力する指標出力部とを備えていることを特徴とするマルチパス評価装置。 A multipath evaluation apparatus for evaluating multipath noise contained in an audio signal,
A multipath period identifying unit that identifies a multipath occurrence period in which multipath has occurred in an evaluation target period of the time-series data of the audio signal;
An index for outputting an evaluation index of multipath noise based on a total time of the multipath generation period in the evaluation target period and a time change rate of power of a predetermined high frequency component of the audio signal in the multipath generation period And a multipath evaluation device.
前記音声信号の時系列データの評価対象期間において、マルチパスが発生したマルチパス発生期間を特定するマルチパス期間特定ステップと、
前記評価対象期間における前記マルチパス発生期間の総時間と、前記マルチパス発生期間における前記音声信号の所定の高周波成分のパワーの時間変化率とに基づいて、マルチパスノイズの評価指標を出力する指標出力ステップとを備えていることを特徴とするマルチパス評価方法。 A multipath evaluation method for evaluating multipath noise contained in an audio signal,
A multipath period identifying step for identifying a multipath occurrence period in which multipath has occurred in an evaluation target period of the time-series data of the audio signal;
An index for outputting an evaluation index of multipath noise based on a total time of the multipath generation period in the evaluation target period and a time change rate of power of a predetermined high frequency component of the audio signal in the multipath generation period An output step.
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