JP4745916B2 - 雑音抑圧音声品質推定装置、方法およびプログラム - Google Patents
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Description
音声品質評価の基本は、実際に音声受聴や会話を行うことによる心理評価に基づく主観品質評価である。主観品質評価は、ユーザが実感する品質を直接的に評価することができる反面、十分な数の被験者や専用の設備が必要となり、多大なコストや時間を要するなど簡便ではない。
また、本発明の雑音抑圧音声品質推定装置の1構成例は、さらに、音声信号が予め登録された音声データベースと、実通話環境下で雑音信号を集音する音声録音手段と、前記音声データベースの音声信号と前記音声録音手段が集音した雑音信号とを加算した信号を前記雑音重畳音声信号として出力する音声加算手段とを備えるものである。
また、本発明の雑音抑圧音声品質推定装置の1構成例は、さらに、音声信号が予め登録された音声データベースと、雑音信号が予め登録された雑音データベースと、前記音声データベースの音声信号と前記雑音データベースの雑音信号とを加算した信号を前記雑音重畳音声信号として出力する音声加算手段とを備えるものである。
本発明では、雑音抑圧音声信号の雑音量を測定する際に、一定時間ごとの音量を測定することで突発的な雑音を捉える。これにより、突発的な雑音が体感品質に与える影響を考慮した雑音抑圧音声信号の雑音量の測定を行うことが可能となる。
本発明では、雑音抑圧音声信号の音声歪みを測定する際に、雑音抑圧音声信号と雑音重畳音声信号の元となる音声信号を比較することにより検出した歪みの大きさから、雑音の音量に基づいて雑音による歪みの影響を取り除く。これにより、雑音抑圧音声信号の純粋な音声歪みの測定を行うことが可能となる。
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態に係る雑音抑圧音声品質推定装置の構成例を示すブロック図である。
図1に示すように、雑音抑圧音声品質推定装置1は、音声データベース部2、音声再生部3、スピーカ4、音声録音部5、マイク6、音声区間検出部7(判別手段)、遅延補正部8−1,8−2−1,8−2−2、スイッチ制御部9、音声連結部10(10−1〜10−4)、音声歪み測定部11、雑音歪み測定部12、音量測定部13、雑音量測定部14、音声品質推定部15(推定手段)、音声品質出力部16、スイッチ20,21,22を備えている。
マイク6は、スピーカ4から出力された音声を集音する。このとき、マイク6が集音する音声には雑音が重畳されているので、マイク6から出力される音声信号を雑音重畳音声信号Bとする。音声録音部5は、マイク6が集音した雑音重畳音声信号Bを取得して評価対象装置100(雑音抑圧処理装置)と遅延補正部8−2−2に入力する。雑音重畳音声信号Bを評価対象装置100に入力することで、評価対象装置100から出力される雑音抑圧処理された音声信号をCとする。評価対象装置100の例としては、例えば音声通信端末がある。
図2は、音声信号A’の短区間x1が音声区間と判別されたときのスイッチ制御を示す図である。スイッチ制御部9は、音声信号A’の短区間x1が音声区間であることを示す種別情報が入力された場合、スイッチ20を切り換えて、音声信号A’の短区間x1が音声連結部10−1に入力されるようにすると同時に、スイッチ21を切り換えて、雑音抑圧音声信号Cの短区間が音声連結部10−3に入力されるようにする。雑音抑圧音声信号Cは音声信号A’と同期しているため、音声信号A’の短区間x1に対応した雑音抑圧音声信号Cの短区間が音声連結部10−3に入力されることになる。また、スイッチ制御部9は、スイッチ22を制御して、音声連結部10−2への信号入力を無入力とする。
y=α1・x1+α2・x2+α3・x3+α4・x4+α5 ・・・(1)
ここで、x1は音声歪み量、x2は雑音歪み量、x3は音量、x4は雑音量、yはMOS値(主観品質推定値)を表している。α1、α2、α3、α4、α5は定数である。音声品質推定部15は、式(1)を用いて主観品質の推定値を求める。
以下、本発明の第2の実施の形態について図面を用いて説明する。図5は、本発明の第2の実施の形態に係る雑音抑圧音声品質推定装置の構成例を示すブロック図であり、図1と同様の構成には同一の符号を付してある。
本実施の形態においても、雑音抑圧音声品質推定装置の構成は第1の実施の形態とほぼ同様であるので、第1の実施の形態と異なる部分のみ説明する。
他の構成は第1の実施の形態と同じである。こうして、本実施の形態においても、第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
以下、本発明の第3の実施の形態について図面を用いて説明する。図6は、本発明の第3の実施の形態に係る雑音抑圧音声品質推定装置の構成例を示すブロック図であり、図1と同一の構成には同一の符号を付してある。
図6に示すように、雑音抑圧音声品質推定装置17は、音声データベース部2、音声録音部5、マイク6、音声区間検出部7、遅延補正部8−1,8−2−1,8−2−2、スイッチ制御部9、音声連結部10(10−1〜10−4)、音声歪み測定部11、雑音歪み測定部12、音量測定部13、雑音量測定部14、音声品質推定部15、音声品質出力部16、音声加算部18、スイッチ20〜22を備えている。
音声加算部18は、音声データベース部2から取得した音声信号Aと雑音信号Bとを入力とし、音声信号Aと雑音信号Bとを加算して雑音重畳音声信号を生成する。この雑音重畳音声信号を評価対象装置100に入力することで、評価対象装置100から出力される雑音抑圧処理された音声信号をCとする。
音声区間検出部7は、第1の実施の形態と同様に、音声信号A’を短区間に分けて、各区間の種別情報をスイッチ制御部9に送信する。
以上の構成により、本実施の形態では、第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
以下、本発明の第4の実施の形態について図面を用いて説明する。図7は、本発明の第4の実施の形態に係る雑音抑圧音声品質推定装置の構成例を示すブロック図であり、図1と同一の構成には同一の符号を付してある。
本実施の形態の雑音抑圧音声品質推定装置19は、第3の実施の形態の雑音抑圧音声品質推定装置17における音声録音部5とマイク6の代わりに、雑音データベース部23を用いたものである。
以上の構成により、本実施の形態では、第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施の形態では、雑音信号Bとして雑音データベース部23に予め登録されている信号を用いるため、様々な雑音環境下における雑音抑圧音声のユーザ体感に即した品質推定を正確かつ容易に行うことが可能となる。
また、第1〜第4の実施の形態の雑音抑圧音声品質推定装置は、CPU、記憶装置および外部とのインタフェースを備えたコンピュータとこれらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。このようなコンピュータにおいて、本発明の雑音抑圧音声品質推定方法を実現させるための雑音抑圧音声品質推定プログラムは、フレキシブルディスク、CD−ROM、DVD−ROM、メモリカードなどの記録媒体に記録された状態で提供される。CPUは、記録媒体から読み込んだプログラムを記憶装置に書き込み、プログラムに従って第1〜第4の実施の形態で説明した処理を実行する。
Claims (6)
- 雑音抑圧音声の品質を客観的に推定する雑音抑圧音声品質推定装置であって、
評価対象となる雑音抑圧処理装置への入力として雑音重畳音声信号を与えたときに、前記雑音抑圧処理装置から出力される雑音抑圧音声信号の品質要因の特徴量を検出する検出手段と、
この検出手段により検出された特徴量に基づいて前記雑音抑圧音声信号の品質を推定する推定手段とを備え、
前記検出手段は、
前記雑音抑圧音声信号を一定時間で区切ったときの各区間が音声区間か無音声区間かを判別する判別手段と、
音声区間における前記雑音抑圧音声信号の品質要因の特徴量を検出する音声区間特徴量検出手段と、
無音声区間における前記雑音抑圧音声信号の品質要因の特徴量を検出する無音声区間特徴量検出手段とを備え、
前記音声区間特徴量検出手段は、
雑音が重畳される前の音声信号とこれに対応する前記音声区間における雑音抑圧音声信号とを比較することにより、前記雑音抑圧音声信号の品質要因の特徴量として音声歪みを検出する音声歪み測定部と、
前記雑音抑圧音声信号の品質要因の特徴量として前記音声区間における雑音抑圧音声信号の音量を検出する音量測定部とを有し、
前記無音声区間特徴量検出手段は、
前記無音声区間における雑音抑圧音声信号とこれに対応する前記雑音重畳音声信号又はこの雑音重畳音声信号の元となる雑音信号とを比較することにより、前記雑音抑圧音声信号の品質要因の特徴量として雑音歪みを検出する雑音歪み測定部と、
前記雑音抑圧音声信号の品質要因の特徴量として前記無音声区間における雑音抑圧音声信号の雑音量を検出する雑音量測定部とを有し、
前記雑音歪みは、前記無音声区間における雑音抑圧音声信号を劣化音声信号、これに対応する前記雑音重畳音声信号又はこの雑音重畳音声信号の元となる雑音信号を参照信号としたときのPESQ値もしくはWideband−PESQ値であり、
前記推定手段は、前記音声歪みと前記雑音抑圧音声信号の音量と前記雑音歪みと前記雑音抑圧音声信号の雑音量とに基づいて前記雑音抑圧音声信号の品質を推定することを特徴とする雑音抑圧音声品質推定装置。 - 請求項1記載の雑音抑圧音声品質推定装置において、
さらに、音声信号が予め登録された音声データベースと、
この音声データベースの音声信号を実通話環境下で再生する音声再生手段と、
前記再生された音声を集音したときに得られる信号を前記雑音重畳音声信号として出力する音声録音手段とを備えることを特徴とする雑音抑圧音声品質推定装置。 - 請求項1記載の雑音抑圧音声品質推定装置において、
さらに、音声信号が予め登録された音声データベースと、
実通話環境下で雑音信号を集音する音声録音手段と、
前記音声データベースの音声信号と前記音声録音手段が集音した雑音信号とを加算した信号を前記雑音重畳音声信号として出力する音声加算手段とを備えることを特徴とする雑音抑圧音声品質推定装置。 - 請求項1記載の雑音抑圧音声品質推定装置において、
さらに、音声信号が予め登録された音声データベースと、
雑音信号が予め登録された雑音データベースと、
前記音声データベースの音声信号と前記雑音データベースの雑音信号とを加算した信号を前記雑音重畳音声信号として出力する音声加算手段とを備えることを特徴とする雑音抑圧音声品質推定装置。 - 雑音抑圧音声の品質を客観的に推定する雑音抑圧音声品質推定方法であって、
評価対象となる雑音抑圧処理装置への入力として雑音重畳音声信号を与えたときに、前記雑音抑圧処理装置から出力される雑音抑圧音声信号の品質要因の特徴量を検出する検出手順と、
この検出手順により検出された特徴量に基づいて前記雑音抑圧音声信号の品質を推定する推定手順とを備え、
前記検出手順は、
前記雑音抑圧音声信号を一定時間で区切ったときの各区間が音声区間か無音声区間かを判別する判別手順と、
音声区間における前記雑音抑圧音声信号の品質要因の特徴量を検出する音声区間特徴量検出手順と、
無音声区間における前記雑音抑圧音声信号の品質要因の特徴量を検出する無音声区間特徴量検出手順とからなり、
前記音声区間特徴量検出手順は、
雑音が重畳される前の音声信号とこれに対応する前記音声区間における雑音抑圧音声信号とを比較することにより、前記雑音抑圧音声信号の品質要因の特徴量として音声歪みを検出する音声歪み測定手順と、
前記雑音抑圧音声信号の品質要因の特徴量として前記音声区間における雑音抑圧音声信号の音量を検出する音量測定手順とからなり、
前記無音声区間特徴量検出手順は、
前記無音声区間における雑音抑圧音声信号とこれに対応する前記雑音重畳音声信号又はこの雑音重畳音声信号の元となる雑音信号とを比較することにより、前記雑音抑圧音声信号の品質要因の特徴量として雑音歪みを検出する雑音歪み測定手順と、
前記雑音抑圧音声信号の品質要因の特徴量として前記無音声区間における雑音抑圧音声信号の雑音量を検出する雑音量測定手順とからなり、
前記雑音歪みは、前記無音声区間における雑音抑圧音声信号を劣化音声信号、これに対応する前記雑音重畳音声信号又はこの雑音重畳音声信号の元となる雑音信号を参照信号としたときのPESQ値もしくはWideband−PESQ値であり、
前記推定手順は、前記音声歪みと前記雑音抑圧音声信号の音量と前記雑音歪みと前記雑音抑圧音声信号の雑音量とに基づいて前記雑音抑圧音声信号の品質を推定することを特徴とする雑音抑圧音声品質推定方法。 - 雑音抑圧音声の品質を客観的に推定する雑音抑圧音声品質推定装置としてコンピュータを動作させる雑音抑圧音声品質推定プログラムであって、
評価対象となる雑音抑圧処理装置への入力として雑音重畳音声信号を与えたときに、前記雑音抑圧処理装置から出力される雑音抑圧音声信号の品質要因の特徴量を検出する検出手順と、
この検出手順により検出された特徴量に基づいて前記雑音抑圧音声信号の品質を推定する推定手順とを前記コンピュータに実行させ、
前記検出手順は、
前記雑音抑圧音声信号を一定時間で区切ったときの各区間が音声区間か無音声区間かを判別する判別手順と、
音声区間における前記雑音抑圧音声信号の品質要因の特徴量を検出する音声区間特徴量検出手順と、
無音声区間における前記雑音抑圧音声信号の品質要因の特徴量を検出する無音声区間特徴量検出手順とからなり、
前記音声区間特徴量検出手順は、
雑音が重畳される前の音声信号とこれに対応する前記音声区間における雑音抑圧音声信号とを比較することにより、前記雑音抑圧音声信号の品質要因の特徴量として音声歪みを検出する音声歪み測定手順と、
前記雑音抑圧音声信号の品質要因の特徴量として前記音声区間における雑音抑圧音声信号の音量を検出する音量測定手順とからなり、
前記無音声区間特徴量検出手順は、
前記無音声区間における雑音抑圧音声信号とこれに対応する前記雑音重畳音声信号又はこの雑音重畳音声信号の元となる雑音信号とを比較することにより、前記雑音抑圧音声信号の品質要因の特徴量として雑音歪みを検出する雑音歪み測定手順と、
前記雑音抑圧音声信号の品質要因の特徴量として前記無音声区間における雑音抑圧音声信号の雑音量を検出する雑音量測定手順とからなり、
前記雑音歪みは、前記無音声区間における雑音抑圧音声信号を劣化音声信号、これに対応する前記雑音重畳音声信号又はこの雑音重畳音声信号の元となる雑音信号を参照信号としたときのPESQ値もしくはWideband−PESQ値であり、
前記推定手順は、前記音声歪みと前記雑音抑圧音声信号の音量と前記雑音歪みと前記雑音抑圧音声信号の雑音量とに基づいて前記雑音抑圧音声信号の品質を推定することを特徴とする雑音抑圧音声品質推定プログラム。
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