[发明专利]用于确定音频系统的感知质量的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于关于参考信号确定质量指标的方法，该质量指标代表音频设备（例如语音处理系统）的输出信号的感知质量。本发明还涉及一种包括例如存储于计算机可读介质上的计算机可执行代码的计算机程序产品，该计算机可执行代码适于在由处理器执行时执行这样的方法。最后，本发明涉及一种用于关于音频系统的用作参考信号的输入信号确定质量指标的系统，该质量指标代表音频系统的输出信号的感知质量。

背景技术

可以主观或者客观地确定音频设备的质量。主观测试耗费时间、昂贵并且难以再现。因此已经开发若干方法以客观方式测量音频设备的输出信号（特别是语音信号）的质量。在这样的方法中，通过与参考信号比较来确定如从语音信号处理系统接收的输出信号的语音质量。

广泛用于这一目的的当前方法是在标题为“Perceptual evaluation of speech quality (PESQ): An objective method for end-to-end speech quality assessment of narrow-band telephone networks and speech codecs”的ITU-T Recommendation P.862中描述的方法。在ITU-T Recommendation P.862中将确定来自语音信号处理系统的输出信号（该信号一般失真）的质量。输出信号和参考信号（例如语音信号处理系统的输入信号）根据人类听觉系统的心理-生理（psycho-physical）感知模型映射到表示信号。基于这些信号，确定差分信号，该差分信号代表如与参考信号相比的输出信号内的失真。然后根据其中已经对基于测试的人类听力感知的某些性质建模的认知模型处理差分信号以获得质量信号，该质量信号是输出信号的听觉感知的质量的测量。

一般而言，客观测量系统（比如PESQ）在质量减少方面解释噪声。然而这一解释过于简单。在当今电信系统（具体为使用IP语音（VOIP）和相似技术的系统）中，噪声对语音质量的影响依赖于局部信号电平而变化。因而PESQ常常未提供在变得越来越流行的这样的电信系统中处理的语音信号的最优感知预测。

发明内容

希望具有一种确定音频系统的传输质量的方法，该方法提供在如客观测量确定的语音质量与如在主观测试中确定的语音质量之间的改进相关性。出于这一目的，本发明的实施例涉及一种用于关于参考信号确定质量指标的方法，该质量指标代表音频设备（例如语音处理系统）的输出信号的感知质量，其中处理和比较参考信号和输出信号，并且该处理包括将参考信号和输出信号划分成相互对应时间帧，其中处理该还包括：将参考信号缩放成固定声强级；基于对缩放的参考信号执行的测量来选择输出信号的时间帧；基于输出信号的所选时间帧来计算噪声对比度参数，噪声对比度参数是信号内的噪声对比度的测量；基于噪声对比度参数在感知响度域中应用参考信号和输出信号中的至少一个的噪声抑制；将参考信号和输出信号感知相减以形成差值信号并且根据差值信号导出质量指标。质量指标提供音频系统的传输质量的客观指示，该指示可以用来相互比较不同音频系统。可以用根据PESQ已知的方式执行质量指示的导出。

噪声对比度涉及优选随时间测量的噪声电平的变化。将考虑噪声电平的绝对值和噪声的方差。噪声电平随时间的变化可以在确定噪声对比度参数时发挥相关作用。图6A-6F示出了作为时间函数的噪声电平的示意图以进一步说明噪声对比度的概念。

图6A示出了作为时间函数的噪声电平的示例性图，该图示范噪声对比度的概念。在这一例子中，平均噪声电平例如在时间段T₂期间一般驻留于某一基本电平周围并且例如在时间段T₁期间偶尔具有更高噪声电平。图6A中的信号的噪声对比度涉及如在时间段T₁期间存在的高噪声电平与如在时间段T₂期间存在的普通噪声电平之间的差。噪声对比度对音频设备的输出信号的感知质量有影响。如果这样的输出信号将包括如图6A中所示的噪声模式，则超过正常噪声电平的更高噪声电平部分的存在可能如被收听者体验为高度干扰。具体而言，噪声电平的改变使收听者集中于噪声。可变噪声电平因此一般被体验为比恒定噪声电平更令人烦躁。

可以通过相互比较信号的不同部分来确定噪声对比度。每个部分可以具有某一长度。参考图6B、6C中所示图示范对在噪声对比度评价中使用的信号部分时间区间长度的影响。