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Pruebas automáticas de voz de calidad para la calidad del servicio VoIP Soluciones

Automatizado de señales de sonido de estimación de calidad

Oy Sevana de 2009
http://www.sevana.fi
1. INTRODUCCIÓN
estimación de calidad de la señal de sonido adquiere el valor aumenta con la distribución de las comunicaciones móviles, los sistemas de telefonía de un sintético, VoIP y varios portátiles grabación de sonido y el sonido dispositivos de reproducción. El deseo surge naturalmente a la forma de sacar, lo que ofrecería estimación objetiva (es decir, independientemente de la estimación del tema en particular) y la oportunidad de automatizar tal estimación. Es de gran importancia en cuanto a la comparación de productos de la competencia comercial, así como para los parámetros de optimización 'de productos patentados.
Uno de los principales parámetros en los sistemas de compresión, transferencia y reproducción de la información de sonido es la calidad de la restaurada, recibida o reproducir sonido.
La medición cuantitativa de calidad de sonido tiene características específicas debido al hecho de que el receptor final de una señal de sonido es siempre un ser humano, y un ser humano es también una fuente de la mayoría de las señales acústicas. De acuerdo con el conocido hecho, la calidad las señales de sonido está determinada no sólo por las características técnicas de un procesamiento de señal y sistemas de transferencia, sino también por las propiedades de las particularidades individuales de percepción del habla y la producción, que varían en el tiempo y de individuo a individuo.

2.Revisar de métodos de estimación CALIDAD
métodos subjetivos y objetivos para medir la calidad acústica se distinguen. métodos subjetivos son aquellos que incluyen la audiencia de una persona como un componente de un complejo de medición. métodos objetivos, por el contrario, excluye la participación de persona s audiencia del proceso de las mediciones.
El método subjetivo de la estimación más extendida habla de calidad es MOS (Mean Opinion Score), la estimación de la escala de cinco puntos.
Este tipo de estimación está determinada por las estimaciones de transformación dada por los grupos de auditores a las secuencias de señales acústicas, que se reproduce por diversos sistemas de audio. Cada auditor estima que cada señal, y luego el los resultados se promedian.
Para organizar y poner en práctica estimación subjetiva es lo suficientemente difícil, de larga duración y costosa la actividad, por lo tanto se han realizado investigaciones con el fin de encontrar métodos objetivos, lo que permite recibir rápido y automatizado de las estimaciones que bien podría corresponder a los exámenes subjetivos.
Hay varios métodos de estimación automática, algunos de ellos A continuación se dan [1]:
IA (Índice de Articulación). La idea es que la gama de frecuencias de la señal de voz se divide en 20 grupos y la relación señal / ruido se determina dentro del banda. La banda ancha se define de tal manera, que cada banda aporta por igual en la percepción del habla. La relación señal / ruido se calcula dentro de cada banda. Índice de Articulación se supone que es igual al total ponderada de los valores banda.
La desventaja del índice de articulación es que no tiene en cuenta las propiedades de la audición y la producción del habla, aunque se dirige hacia la señal de voz.
SII (Inteligibilidad Index) es la evolución del método de la influenza aviar. La norma americana ANSI S3.5-1997 incluye el índice de inteligibilidad de la palabra. Proporciona 4 de medición procedimientos en los grupos de banda diferente: 21 bandas críticas, un 18 bandas de tercio de octava de 17 iguales por su contribución bandas críticas y 6 bandas de octava. La relación señal / ruido se calcula en cada banda y el coeficiente total SII, varió de 0 a 1 se calcula.
El índice de inteligibilidad de la palabra, sin embargo, sólo tiene en cuenta las propiedades de la audiencia, no la producción del habla.
Infecciones de transmisión sexual (Índice de transmisión de voz). Tenemos aproximadamente puede considerar como señal de señal de voz de banda ancha modulada por la señal de baja frecuencia. Articulación determina la velocidad de modulación de frecuencia. ¿Cuándo disminuye la profundidad de modulación, la señal de voz se asemeja al ruido y disminuye su inteligibilidad. En consecuencia, disminuir la inteligibilidad puede ser estimado en función de disminuir la profundidad de modulación como así.
rango del habla se divide en las bandas 7octave. Una señal de ruido octava es la de entrada. La señal de prueba de distribución de la intensidad está de acuerdo con la distribución de las intensidades de señal de voz. El modulación de frecuencias de la señal varían desde 0,5 hasta 12,5 Hz con un intervalo de un tercio de octava (14 frecuencias en total).
El método de medición de las ITS se indica en la norma internacional IEC 268-16.
RATSI / STIPA (Índice Rápido de Transmisión de voz). El método de ITS necesita una gran cantidad de procedimientos de medición y cálculos. Un método simplificado se desarrolló, que prevé que mide sólo en 2 bandas con 5 modulación frecuencias y reduce el número de procedimientos de medición y cálculos. Para bien la inteligibilidad de los valores RASTI no deberá ser inferior a 0,6.
Tanto el índice de transmisión de voz (ITS), así como índice de transmisión rápida del habla (RASTI) imitar proceso de producción del habla por medio del modelo de ruido, pero a tener en cuenta las propiedades de la producción del habla y el oído de tal manera está lejos de óptima.
C50 (factor de claridad), determina la claridad de sonido y claridad. Se calcula que cerca de eco / eco de la medida de relación. El método se basa en el hecho de que reduce la inteligibilidad de la señal de eco. El eco de cerca / lejos eco proporciones en varias bandas de frecuencia se calculan. Consideran cerca de echo (menos de 33 ms) como señal útil y de gran eco (más de 33 ms) como señal inquietante.
El factor de claridad sólo tiene en cuenta un tipo de las posibles distorsiones y vale la pena a aplicar sólo como uno de los enfoques de calidad en las estimaciones del habla.

UIT P.862 Pesq (Evaluación perceptual de la calidad de voz). Pesq es un método de medición objetiva que predice los resultados de las pruebas subjetivas de escucha en los sistemas de telefonía. Pesq utiliza un modelo sensoriales para comparar la señal original, sin procesar, con la señal degradada de la red o elemento de red. El nivel de calidad resultante es similar a la subjetivo "media Opinion Score" (MOS), medido mediante pruebas de panel de acuerdo a la UIT-T P.800. Las calificaciones son Pesq calibrado usando una gran base de datos de pruebas subjetivas. El método tiene en cuenta las distorsiones de codificación, errores, pérdida de paquetes, retraso y retardo variable, y filtrado en los componentes de red analógica.
Siendo una de las herramientas más populares Pesq tiene una serie de desventajas como la exigencia de señales de prueba a ser el discurso, esto debido muchos sistemas están optimizados para llamadas de voz y responder de una manera representativa a las señales no-voz (por ejemplo, los tonos, el ruido, la UIT-T P.50). Pesq señal de prueba es que será establecido por el probador y por lo tanto las estimaciones de proveedores puede variar a partir de estimaciones cliente final. El enfoque lleva a cabo de estabilización del nivel de señal lo que teóricamente no es muy bueno porque cuando habla volúmenes de sonido diferentes pueden tener diferentes espectros. Pesq no puede contraer la pérdida significativa de la calidad, que ocurre cuando se iguala la voz de tal manera que hay mucho menos de baja frecuencia y energía de alta frecuencia en comparación con el archivo de voz original.
El necesidad de desarrollar nuevos métodos y mejorar los ya existentes es causado por el deseo de reunir objetivo y la estimación subjetiva de la calidad y utilizar de manera explícita en dichos sistemas nuestro conocimiento acerca de la audición y la producción del habla.
Para uso arbitrario o particularizado de la señal como señal de una fuente depende de los efectos de estimación (evaluación inteligibilidad de la palabra, la calidad de reproducción de sonido, la calidad estimación de la palabra transmitida a través de canales de intercomunicación, etc) y permite aumentar la objetividad de estimación.

3. ESQUEMA GENERAL DEL SISTEMA

El La figura 1 representa la estructura general del régimen de estimación de calidad para señales de sonido.

Fig. 1. Esquema general del sistema de estimación de calidad de las señales de sonido

Un generador de señales de prueba permite la formación de la señal de sonido de acuerdo a uno de los modelos de flujo de sonido. Puede ser un particularizado serie de señales de sonido o una señal, recibida en la producción de estadísticas discurso de modelo. (Modelos de señales en los detalles se consideran más adelante.) Generador de señal 's puede ser guardado para el uso de seguimiento o estar expuesto a la transformación y la estimación. Banco de señales de tiendas de sonido datos, recibidos como resultado de las señales de trabajo "generador o de algunas fuentes externas.
En consecuencia, una entrada del bloque de estimación es una señal de generador directamente o uno de los bancos de las señales. señal de prueba es la entrada del sincronizador o del dispositivo bajo prueba, que puede ser por ejemplo, un vocoder o un canal de comunicación. La señal de salida del dispositivo bajo prueba es una entrada del sincronizador también.
El sincronizador coincide en el tiempo una señal inicial y una señal procesada. Las señales sincronizadas en trozos de entrada en el módulo de análisis, que determina el grado de similitud de las señales y las cuestiones de la calidad de estimación como la medida de similitud entre las iniciales y las señales procesadas.
Que s "considerar el funcionamiento de los módulos del sistema en los detalles.
3.1. Generador de señales de prueba

El generador de señales de prueba consiste en un generador de señales de ruido y un modelo simplificado del habla estadística. Los dos generadores de simular el proceso de "hablar ", pero sus enfoques de la producción del habla simular diferentes. Los modelos de formularios estadísticos de flujo de sonido en la base de los patrones del habla humana y el generador de señales de ruido de las bases en el conocimiento sobre el sonido percepción y producción del habla.
3.2. Generador de señales de ruido
El generador de señales de ruido en el modelo de discurso opera como un flujo, que utiliza en el método de las ITS. La idea es que que aproximadamente puede considerar como señal de señal de voz de banda ancha modulada por la señal de baja frecuencia. Articulación determina la velocidad de modulación de frecuencia, que varía desde 0,63 hasta 13,44 Hz.

Como una señal de modulación se utiliza la señal de ruido, como resultado de ruido blanco a través de las bandas de corte crítico de la audición y la producción del habla. En el primer caso la señal generada permite estimación de la calidad de la señal de sonido en general, en el otro caso – en especial la estimación de la señal del habla. bandas críticas en los detalles se consideran en la descripción del módulo de análisis.
3.3. Estadística modelo de discurso
El lenguaje consiste en sonidos. Cada persona genera un conjunto único de los sonidos. Sin embargo, se pueden distinguir los altavoces estándar (SS), generando clases media de sonidos. altavoces estándar se subdividen de acuerdo a su edad, sexo, región, condición social, educación, ocupación, etc
Hay que determinar las frecuencias de sonido, las probabilidades de sonidos se suceden, los contornos de la entonación, el vocabulario, las propiedades físicas de los sonidos individuales para cada altavoz estándar. Basándose en estos datos se puede simular el flujo del habla natural.
Uno También debe incluir en el sistema de información estadística sobre la estructura de la población y con su ayuda generar flujos de discurso con las características que caracterizan a la población de una región o toda la país.
En términos generales, modelo estadístico contiene datos estadísticos sobre la estructura de la población, las bases discurso de altavoces estándar, el habla instalaciones de procesamiento de señales (algoritmos de síntesis), los medios de los parámetros de velocidad sonidos determinación, los algoritmos de generación de sonidos y la distribución de altavoces estándar.

El bloque de interfaz proporciona interacción con mundo exterior (o de usuario) y también sincroniza las funciones de otros bloques de modelo estadístico.

El bloque de la opción de altavoz genera muestra de altavoces estándar (o secuencia de índices de oradores estándar). Según el comando de una muestra representativa de hablantes de una norma o una muestra de un altavoz estándar se pueden generar. La muestra es representativa en el sentido que los parámetros de distribución en el habla que corresponde a la distribución del habla parámetros de la población, que se describe en el modelo.

La secuencia de los índices de altavoces estándar se guarda en el bloque de la opción de altavoz estándar para su uso posterior.

El bloque de la opción de sonido constituye el prosódico (las descripciones de los sonidos). Dependiendo del comando prosódicos es constituirse en una muestra representativa de sonido, o para una secuencia específica de sonidos, o de un sonido especificado.

Prosódicos se guarda en el buffer prosódica de seguimiento uso.

El bloqueo del flujo del habla se transforma en las descripciones de los sonidos en las lecturas de la señal de voz.

El bloque de las descripciones de altavoces estándar de las tiendas en las descripciones estándar de oradores y en consulta devuelve las piezas necesarias de las descripciones, la información sobre su número, la lista de oradores.
3.4. Señales sincronizador
El sincronizador coincide en el tiempo dominio inicial y procesado de señales. Entrada del sincronizador recibe segmentos de la señal (PDATA), cuya duración es igual al VAD (Voice Activity Detection) marco y criterios de DVA actividad para ellos se especifican en los segmentos PDATA.
Cualquier señal de sonido se pueden separar en fases activas e inactivas. La primera corresponde a los procesos activos de sonido, este último – de bajo nivel de fondo ruido. La forma elemental de la división de estas dos fases es dividirlos según el nivel de energía de la señal. Sin embargo este enfoque no es suficientemente preciso. En nuestro enfoque VAD algoritmo presentado en la recomendación G.723 se utiliza para este fin (como parte de vocoder VAD).
Después de filtrar los criterios estatales y los marcos de la señal entre los bloques del sincronizador, que se combinan fragmentos activos de la señal y hace una pausa. Los módulos utilizan datos comunes: Un búfer de la señal etalón activa (EBuffer1), tampón de la señal activa bajo prueba (TBuffer1), tampón de la pausa de la señal etalón (EBuffer0), tampón de la señal en una pausa del ensayo (TBuffer0), criterio disposición de los topes de la señal activa y hace una pausa (Dready [0 .. 1]). También hay un contador de errores de sincronización (dErrorCounter).
Salida del sincronizador es un par de topes con señales activas o un par de amortiguadores con pausas. Los dos bloques del sincronizador puede iniciar una aparición de un par de buffers sincronizados.
El buffers sincronizados y el criterio de actividad son la entrada del módulo de análisis.
3.5. Analítica módulo
El módulo de análisis compara por separado, los pares combinado de fragmentos de fase activa e inactiva la señal que permite obtener una estimación más precisa.

El espectro integral se determina para cada fragmento con la transformación discreta del coseno (DCT). la integración del espectro se calcula según la fórmula de propiedad.
En el cálculo del espectro de la interpenetración de las ventanas entra a N / 2 muestras, lo conocido Hamming o Blackmann Harris- función de ventana se aplica a todas las ventanas.
Los niveles de energía del espectro en las bandas se fijan para todos los conjuntos de bandas. Grupos de bandas críticas [2-6], determinada por diferentes autores como resultado de los diferentes modelos de percepción del sonido y la producción del habla ya son conocidos.

límites Band (índices inicial y final), así como los valores de bandas de energía están determinados de acuerdo con un conjunto de fórmulas de propiedad.

El valor de la calidad de la estimación inicial se toma como 100%. Además de ello, disminuye proporcionalmente a la distinción de las energías en las bandas. Calidad los valores de estimación se han calculado en cada conjunto de bandas. La estimación global de la calidad en todas las bandas se calcula de acuerdo a las fórmulas de propiedad.

Para determinar el sonido (D) y palabra (W) la inteligibilidad del Pokrovskij 's fórmulas se pueden utilizar:
Para ir desde la pérdida de calidad coeficiente al valor de la inteligibilidad del sonido, una tabla correspondiente se utiliza.

Para determinar el valor en puntos intermedios, la interpolación (por ejemplo, polinomio de interpolación de Lagrange) se utiliza.

estimaciones de calidad se puede traducir de manera similar en valores de estimación MOS.

4. APLICACIÓN y CONCLUSIONES
Algoritmos descritos se aplican para la estimación de la calidad de voz y la comparación de las señales externas inicial y las señales de bajo prueba.
Como las señales externas arbitrarias grabado con la frecuencia de muestreo de 8 kHz y la capacidad de las muestras igual a 16 bits pueden ser utilizados. Supuestamente, la señal bajo prueba se recibe una señal inicial, como resultado de una serie de transformaciones (por ejemplo, la compresión / restauración, la transmisión a través de los canales de comunicación, filtración). En adicional como inicial señal externa un registro del texto fonéticamente representante dio lectura en voz alta por varios altavoces de diferentes edades, de ambos sexos.
Como señales internas inicial (es decir, las señales, que el usuario de el programa no tiene acceso a) las señales generadas según el modelo de ruido (la descripción del generador es la siguiente) y las señales generadas en la base del modelo estadístico.
Las señales internas se colocan en el sistema de comparación de datos de sonido / restauración, aplicada por ejemplo, como un archivo DLL con la interfaz especificada. La señal procesada a través de métodos contenidos en la DLL se considera como la señal bajo prueba y se expone al procedimiento de estimación de calidad se ha descrito anteriormente.

Presentado el método de estimación de calidad de la señal de sonido tiene un número de ventajas sobre los métodos ya conocidos de las mediciones de calidad, a saber:
• es universal, ya que permite juzgar la calidad de las señales de varias fuentes y trata de maneras diferentes;
• se puede optimizar la calidad de la señal de estimación en función de las necesidades:
o en la velocidad (por ejemplo, es posible recibir estimación aproximada rápidamente);
o en la señal Tipo (con diferentes bandas de señales de voz y señales de sonido en general);
• estimaciones resultantes se correlacionan bien con la de S;
• estimaciones calidad recibida para señales de voz se puede traducir en los valores de varios tipos de inteligibilidad.

Los resultados del examen que representan las estimaciones de calidad de varios códecs de voz estándar, recibida el prueba varias señales usando el método propuesto y la aplicación descritas tienen una correspondencia muy fuerte con los valores más reconocidos de estos codecs [6].

5. TENDENCIAS DE DESARROLLO

De acuerdo con la estructura del sistema de calidad de estimación sugerida de señales de sonido del sistema se puede desarrollar en las siguientes tendencias:
• mejora de la señal de prueba del modelo. Aquí el modelo de ruido se puede suministrar con un conjunto de señales de ruido multibanda modulada; la serie de datos y algoritmos del modelo de discurso de estadística puede ser enriquecido, el número de señales de prueba preprepared (Por ejemplo registros de PhRT) puede ser ampliada;
• el desarrollo de algoritmos más actualizados de la sincronización, basada, por ejemplo, en coincidencia del máximo de la señal de la energía espectros;
• la modernización del modelo acústico con teniendo en cuenta los efectos de ocultación y el hecho de que los tonos puros y ruido de banda que causa la vista de alguna manera diferente;
• la comparación de la señal plan de modernización. medir la distancia actual no es suficientemente preciso para muy diferentes señales. Para mayor universalidad del sistema que se desea utilizar el análisis de correlación métodos de comparación;
• para resolver una serie de problemas concretos de los sistemas requiere la posibilidad de trabajar con múltiples canales (estéreo, Quadro, etc) y para recibir de inmediato estimaciones de la calidad;
• absolutamente traducción correcta de las estimaciones de estimación objetiva de los valores MOS exige nuevas investigaciones experimentales.
REFERENCIAS
1. Aldoshina I., "Bases de la psicoacústica ", el productor de sonido, de 2002, 5, 8
2. Sekunov N., "Tratamiento de un sonido en el PC ", BHV, San Petersburgo, 2001
3. Sapozhkov MA, "la señal del habla en la cibernética y comunicaciones", Svyazizdat, Moscú, 1963
4. Pokrovskiy NB, "El cálculo y la medición de legibilidad del habla", Svyazizdat, Moscú, 1962
5. Sorokin VN, "habla " síntesis, Nauka, Moscú, 1992
6. http://www.sevana.fi/audio_speech_codecs_quality_analysis.php

Sevana Oy (Ltd) es una compañía privada de software fundada en 2003 en Finlandia, y oficinas en Rusia y la compañía Estonia.The crea software en tecnologías informáticas y de telecomunicaciones. En 2008 se creó una nueva tecnología de voz automatizada y analysis.In calidad de audio 1er trimestre de 2009 se anunció un nuevo algoritmo basado en el motor de las asociaciones para el análisis de la cesta.

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About the Author

Sevana Oy (Ltd) is a privately owned software company founded in 2003 in Finland with offices in Russia and Estonia.The company creates software in computer and telecommunications technologies. In 2008 it created a new technology for automated voice and audio quality analysis.In Q1 2009 it announced a new algorithm based engine for associations for market basket analysis.

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How can I tell if my grass seed will grow based on the fact that top soil used was poor quality.?

I recently had a landscaper put a layer of top soil over my yard and seed/fertilize it. After 10 days, the kentucky Bluegrass seed is starting to germinate (in patches). Since I had the top soil laid out, I’ve had many people tell me it looks more like fill than topsoil. It has a lot of small rocks (slightly larger than pebbles). My question is, should I have the entire thing skimmed and re coated with quality top soil, re seeded/fertilized, or should I just wait and see how the seed I planted does? Will I really get a decent lawn with poor topsoil?

there are different grades of top soil. it sounds like what you have just wasn’t screened as finely. You can still have a great lawn with it though. Make sure you keep it watered and if it hasn’t been applied already you can use a starter fertilizer. it is made especially for new grass, regular fertilizer will kill the new grass and grass seed. it may take a couple years but you will have a great lawn. remember fertilizer and water.

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