home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ InfoMagic Standards 1994 January / InfoMagic Standards - January 1994.iso / ccitt / 1988 / troff / 5_1_07.tro < prev    next >
Text File  |  1991-12-13  |  127KB  |  4,472 lines
  1. .rs
  2. .\" Troff code generated by TPS Convert from ITU Original Files
  3. .\"                 Not Copyright ( c) 1991 
  4. .\"
  5. .\" Assumes tbl, eqn, MS macros, and lots of luck.
  6. .TA 1c 2c 3c 4c 5c 6c 7c 8c
  7. .ds CH
  8. .ds CF
  9. .EQ
  10. delim @@
  11. .EN
  12. .nr LL 40.5P
  13. .nr ll 40.5P
  14. .nr HM 3P
  15. .nr FM 6P
  16. .nr PO 4P
  17. .nr PD 9p
  18. .po 4P
  19.  
  20. .rs
  21. \v | 5i'
  22. .sp 1P
  23. .ce 1000
  24. \v'12P'
  25. \s12PART\ II
  26. \v'4P'
  27. .RT
  28. .ce 0
  29. .sp 1P
  30. .ce 1000
  31. \fBSUPPLEMENTS\ TO\ SERIES\ P\ RECOMMENDATIONS\fR 
  32. .EF '%     \ \ \ ^''
  33. .OF ''' \ \ \ ^    %'
  34. .ce 0
  35. .sp 1P
  36. .LP
  37. .rs
  38. .sp 34P
  39. .LP
  40. .bp
  41. .LP
  42. \fBMONTAGE:\ \fR PAGE PAIRE = PAGE BLANCHE
  43. .sp 1P
  44. .RT
  45. .LP
  46. .bp
  47. .sp 2P
  48. .LP
  49. \fBSupplement\ No.\ 1\fR 
  50. .RT
  51. .sp 2P
  52. .ce 1000
  53. \fBPRECAUTIONS\ TO\ BE\ TAKEN\ FOR\ CORRECT\ \fR \fBINSTALLATION\fR 
  54. .EF '%    Volume\ V\ \(em\ Suppl.\ No.\ 1''
  55. .OF '''Volume\ V\ \(em\ Suppl.\ No.\ 1    %'
  56. .ce 0
  57. .sp 1P
  58. .ce 1000
  59. \fBAND\ MAINTENANCE\ OF\ AN\ IRS\fR 
  60. .ce 0
  61. .sp 1P
  62. .ce 1000
  63. (For this Supplement see Volume V of the \fIOrange Book\fR )
  64. .sp 9p
  65. .RT
  66. .ce 0
  67. .sp 1P
  68. .sp 2P
  69. .LP
  70. \fBSupplement\ No.\ 2\fR 
  71. .RT
  72. .sp 2P
  73. .sp 1P
  74. .ce 1000
  75. \fBMETHODS\ USED\ FOR\ ASSESSING\ TELEPHONY\ TRANSMISSION\ PERFORMANCE\fR 
  76. .EF '%    Volume\ V\ \(em\ Suppl.\ No.\ 2''
  77. .OF '''Volume\ V\ \(em\ Suppl.\ No.\ 2    %'
  78. .ce 0
  79. .sp 1P
  80. .ce 1000
  81. \fI(Geneva, 1980; modified at\fR \fIMalaga\(hyTorremolinos, 1984; Melbourne, 
  82. 1988)\fR 
  83. .sp 9p
  84. .RT
  85. .ce 0
  86. .sp 1P
  87. .ce 1000
  88. \fI(Quoted in Recommendation P.80)\fR 
  89. .ce 0
  90. .sp 1P
  91. .ce 1000
  92. (Contribution from British Telecom)
  93. .ce 0
  94. .sp 1P
  95. .LP
  96. \fB1\fR     \fBIntroduction\fR 
  97. .sp 1P
  98. .RT
  99. .PP
  100. This Supplement gives brief descriptions of the methods for assessing telephony 
  101. transmission performance that are recommended by the CCITT or have 
  102. been employed over Study Periods 1968\ to\ 1980 in studying Questions assigned 
  103. to Study Group\ XII. Some of the methods are already fully described in 
  104. Recommendations and these will merely be listed here with
  105. reference to the appropriate Recommendation. Other methods are also described 
  106. in detail elsewhere; the essential features of these are given here with 
  107. a 
  108. brief description of how they are conducted, with reference to descriptions
  109. published elsewhere.
  110. .RT
  111. .sp 2P
  112. .LP
  113. \fB2\fR     \fBList of methods\fR \v'3p'
  114. .sp 1P
  115. .RT
  116. .LP
  117.     a)
  118.     loudness comparison for speech
  119. (reference equivalents and loudness ratings);
  120. .LP
  121.     b)
  122.     articulation (AEN) ratings;
  123. .LP
  124.     c)
  125.     listening opinion tests;
  126. .LP
  127.     d)
  128.     conversation opinion tests;
  129. .LP
  130.     e)
  131.     quantal\(hyresponse detectability tests.
  132. .sp 2P
  133. .LP
  134. \fB3\fR     \fBBrief descriptions and references to more complete\fR 
  135. \fBdescriptions\fR 
  136. .sp 1P
  137. .RT
  138. .PP
  139. 3.1
  140. Loudness comparisons for speech are intended to quantify the
  141. relative level at which speech, transmitted over a given telephone connexion, 
  142. reaches the ears of customers while they are listening to a person talking 
  143. at the other end. In order to standardize the measuring procedure, the 
  144. talking and listening conditions are each controlled in a specified manner. 
  145. Circuit noise and room noise are excluded from the determination and so 
  146. the results are 
  147. governed by the overall mouth\(hyto\(hyear transmission loss of the speech 
  148. path being considered. The present recommended method is given in Recommendation\ 
  149. P.72 
  150. (\fIRed\ Book\fR ) and proposals for new methods are to be found in
  151. Question\ 15/XII\ [1]. More general information can be found in
  152. Reference\ [2].
  153. .sp 9p
  154. .RT
  155. .PP
  156. 3.2
  157. Articulation measurements
  158. are based on measurement
  159. of the fraction of speech sounds recognized correctly when transmitted and
  160. reproduced over the speech path in question. Circuit noise and room noise at
  161. specified levels should be present and the result is affected by their 
  162. levels. Just as for \(sc\ 3.1 above, talking and listening conditions are 
  163. controlled. The method recommended by the CCITT is described in former 
  164. Recommendation\ P.45 
  165. (\fIOrange\ Book\fR ). Other information will be found in Reference\ [2].
  166. .PP
  167. 3.3
  168. Listening opinion tests
  169. are conducted using speech
  170. material in the form of sentences and the listeners judge the speech received 
  171. over the path according to a given criterion. The method has been widely 
  172. used, and further details can be found in Reference\ [2]. 
  173. .sp 1P
  174. .LP
  175. 3.3.1
  176.     \fIMethod of conducting\fR 
  177. \fIlistening opinion tests\fR 
  178. .sp 9p
  179. .RT
  180. .PP
  181. The speech is usually recorded so that it can be reproduced at a
  182. given level. The recordings for this purpose must be carefully made and 
  183. copied so that uncontrolled degradations do not appear. Circuit noise and 
  184. room noise may be present, and their effects are taken into account. 
  185. .bp
  186. .PP
  187. Two subjective criteria commonly used are loudness preference and
  188. listening effort, for which the following scales are used.
  189. .RT
  190. .LP
  191.     \(em
  192.     Loudness preference scale
  193. :
  194. .LP
  195.     \fIOpinion scale No. 4A\fR 
  196. .LP
  197.     A
  198.     Much louder than preferred.
  199. .LP
  200.     B
  201.     Louder than preferred.
  202. .LP
  203.     C
  204.     Preferred.
  205. .LP
  206.     D
  207.     Quieter than preferred.
  208. .LP
  209.     E
  210.     Much quieter than preferred.
  211. .LP
  212.     \(em
  213.     Listening effort scale
  214. :
  215. .LP
  216.     \fIOpinion scale No. 7: Opinions based on the effort required\fR 
  217. \fIto understand the meanings of sentences\fR 
  218. .LP
  219.     A
  220.     Complete relaxation possible; no effort required.
  221. .LP
  222.     B
  223.     Attention necessary; no appreciable effort required.
  224. .LP
  225.     C
  226.     Moderate effort required.
  227. .LP
  228.     D
  229.     Considerable effort required.
  230. .LP
  231.     E
  232.     No meaning understood with any feasible effort.
  233. .PP
  234. The heading \*Q. |  |  \fIEffort required to understand the meanings of\fR 
  235. \fIsentences\fR \*U is particularly important. Without it, the other descriptions 
  236. are liable to be seriously misunderstood. 
  237. .PP
  238. \fR Experimental design is usually based on a graeco\(hylatin or
  239. hyper\(hygraeco\(hylatin square, in which rows represent listeners, columns 
  240. represent the order in which conditions are administered, symbols of the 
  241. first alphabet represent circuit conditions, and symbols of other alphabets 
  242. represent talkers and lists of sentences. Each cell of the design thus 
  243. represents a \*Qrun\*U, in 
  244. which a particular list of sentences, recorded by a particular talker, is
  245. replayed via a particular circuit condition to a particular listener at a
  246. particular position in the sequence of conditions presented to that listener. 
  247. Within each run the listening level is varied over a number of predetermined 
  248. values in random order, one value per group of five sentences, and the 
  249. subject votes on one of the above opinion scales at the end of each group. 
  250. Rarely some other parameter, such as bandwidth, is varied within each run 
  251. instead of 
  252. listening level.
  253. .PP
  254. \fR In listening\(hyeffort tests, listeners are specially prone to what
  255. is known as the \*Qenhancement\*U effect: that is, their standards of judgement 
  256. are liable to be strongly influenced by the range of quality and listening 
  257. level 
  258. occurring in the same test, and especially within the same run. It is therefore 
  259. important that the circuit conditions chosen should not include too many 
  260. bad ones (that is, conditions that will yield a poor listening\(hyeffort score
  261. even with the best listening levels), that every run should cover a range of
  262. listening levels from well above optimum to at least 30\ dB below optimum, 
  263. and that within each run at least one group of sentences should be heard 
  264. via an 
  265. \*Qanchor\*U condition (a good condition with a good listening level). 
  266. It is also important that groups and lists of sentences should not vary 
  267. too widely in 
  268. their intrinsic comprehensibility, and that no subject should hear the same
  269. sentence more than once in the same experiment, because the listening effort
  270. needed to understand a familiar sentence would obviously be reduced.
  271. .PP
  272. \fR The votes using the above scales are scored respectively 4, 3, 2, 1
  273. and\ 0: the mean of these values for each circuit condition is called \*Q
  274. mean  opinion score
  275. \*U. The opinion scores are processed by analysis of variance in order 
  276. to verify that the effects due to circuit condition, listening levels, 
  277. talkers, listeners and other factors are as expected, to determine their
  278. significance, and to evaluate confidence intervals. It is usual to express 
  279. the relationship between listening level and loudness\(hypreference mean 
  280. opinion score (scale\ 4A) by fitting an equation describing a straight 
  281. line or logistic curve, whereas the relationship between listening level 
  282. and listening\(hyeffort mean 
  283. opinion score (scale\ 7) is expressed by a fitted quadratic or more complicated 
  284. equation; other features of the circuit conditions may also enter as parameters 
  285. into these equations. 
  286. .PP
  287. Listening tests
  288. using sentence material can also be conducted as pair\(hycomparisons, but 
  289. these should be undertaken with due consideration to ensure that subjects 
  290. become suitably adapted to each test 
  291. condition.
  292. .bp
  293. .RT
  294. .PP
  295. 3.4 \fR Conversation tests may be conducted either as interviews
  296. after real customers have made actual calls or as laboratory tests. Further
  297. information regarding methods recommended by the CCITT for the former is 
  298. given in Recommendation\ P.82. Laboratory conversation tests are intended 
  299. as far as 
  300. possible to reproduce under laboratory conditions the actual service conditions 
  301. experienced by telephone customers: to this end it is necessary to choose 
  302. the circuit conditions and subjects suitably, and to administer the tests 
  303. in an 
  304. appropriate manner. A method intermediate between field observations and
  305. laboratory tests is that used by the AT&T and called SIBYL (see also
  306. Reference\ [3]). Particulars of the method used by British Telecom
  307. are given below.
  308. .sp 1P
  309. .LP
  310. 3.4.1
  311.     \fIMethod for conducting\fR 
  312. \fIconversation tests\fR 
  313. .sp 9p
  314. .RT
  315. .PP
  316. The need for careful and exhaustive preparations cannot be too
  317. strongly emphasized. It will be obvious to all that the connexions must be
  318. correctly specified and set up, and measured accurately before and after 
  319. each experiment; that auxiliary facilities such as dialling and ringing 
  320. must be 
  321. provided, so that any of the desired connections can be chosen and established 
  322. quickly and without error; and that faithful records of the output of each 
  323. test must be kept. But some other equally important considerations are 
  324. less 
  325. obvious. The following gives an outline of a system that takes all these
  326. matters into account, and has been found satisfactory in British
  327. Telecom.
  328. .RT
  329. .sp 1P
  330. .LP
  331. 3.4.1.1
  332.     \fIExperimental design\fR 
  333. .sp 9p
  334. .RT
  335. .PP
  336. The most suitable designs are of the \fIn\fR \ \(mu\ \fIn\fR  | raeco\(hylatin
  337. square type, where each of \fIn\fR \ pairs of subjects carries out one 
  338. conversation on each of \fIn\fR \ circuit conditions. Precision is very 
  339. low if\ \fIn\fR is less 
  340. than\ 8; at the other extreme it is not practical to expect subjects to 
  341. attend on more than four occasions, or to carry out more than four conversations 
  342. per visit. Moreover, the total number of conversations, \fIn\fR \ \(mu\ 
  343. \fIn\fR , increases much more rapidly than\ \fIn\fR . For this reason,\ 
  344. \fIn\fR is normally limited to the range\ 8 to\ 15 inclusive: graeco\(hylatin 
  345. squares (with symbols from two alphabets) exist for all these numbers. 
  346. In such a design, the convention is that rows denote 
  347. pairs of subjects; columns denote the order of administering the experiment;
  348. symbols of the first alphabet denote circuit conditions (distinguished 
  349. not only according to properties of the connections by themselves, but 
  350. also according to room noise levels and any other \*Qtreatment\*U factors); 
  351. symbols of the second 
  352. alphabet denote sets of pictures used as the topic of conversation. No further
  353. .PP
  354. orthogonal factors can be incorporated at all where \fIn\fR \ =\ 10, 14 
  355. or\ 15, nor by any simple method when \fIn\fR \ =\ 12; but where \fIn\fR 
  356. \ =\ 8, 9, 11 or\ 13, it is possible to construct hyper\(hygraeco\(hylatin 
  357. squares with symbols from (\fIn\fR \ \(em\ 3) additional alphabets, which 
  358. may be used to govern further orthogonal factors (such as 
  359. selection of carbon microphones, choice of calling party, or choice of
  360. crosstalk recording), for each conversation. When the square is not
  361. hyper\(hygraeco\(hylatin these factors must be allocated by some simple 
  362. balanced 
  363. rotation scheme, but this may give rise to biases that cannot be eliminated
  364. from the results. For this reason the recommended value of\ \fIn\fR is 
  365. now\ 13 rather than\ 12 as previously. 
  366. .PP
  367. To the basic square is added an extra column at the beginning, having the 
  368. same circuit condition and the same picture set for all pairs of subjects. 
  369. This column represents a preliminary conversation for each pair of subjects, 
  370. which serves to accustom them to the procedure, and to some extent stabilizes 
  371. their standards of judgement. Thus each of the\ \fIn\fR pairs of subjects 
  372. carries 
  373. out (\fIn\fR \ +\ 1) conversations altogether. The results from the preliminary
  374. conversations are not included in the main part of the analysis of results, 
  375. but are analyzed separately. Using the same preliminary circuit condition 
  376. in 
  377. different experiments establishes some common ground between experiments, 
  378. but if precise comparisons between results from different experiments are 
  379. desired, care must be taken to include replications of several standard 
  380. circuit 
  381. conditions in each such experiment.
  382. .RT
  383. .sp 1P
  384. .LP
  385. 3.4.1.2
  386.     \fIChoice of circuit conditions\fR 
  387. .sp 9p
  388. .RT
  389. .PP
  390. Circuit conditions between which particularly precise comparisons are desired 
  391. must be included within the same experiment. 
  392. .PP
  393. \fR Besides this it is necessary that all subjects in every experiment
  394. should experience more or less the whole range of performance levels: that 
  395. is, there should be at least one very good circuit condition, one of near 
  396. average performance, and one very poor one, while the rest should not all 
  397. cluster too closely about the same mean opinion score value. If one cannot 
  398. .bp
  399. .PP
  400. be
  401. confident of
  402. this beforehand, it is advisable to carry out first a short informal test on
  403. the proposed set of circuit conditions, in order to find out whether the 
  404. range is in fact covered; if not, the selection of conditions should be 
  405. modified 
  406. accordingly, otherwise the subjects' opinion scale will be distorted (the
  407. \*Qenhancement\*U effect). Extra circuit conditions, not in themselves 
  408. of direct 
  409. interest to the experimenter, may be added to bring up the number to\ 9, 11
  410. or\ 13, and to balance the range of performance more effectively.
  411. .PP
  412. \fR Subjects generally expect to experience circuit conditions with
  413. various values of overall loss or sensitivity, which of course has a very
  414. strong influence on performance, and can be varied to provide the required
  415. range of circuit conditions. There are also important interactions between
  416. overall sensitivity and many other degradations. It is therefore highly
  417. desirable, even if overall sensitivity and its interactions are not the main
  418. objects of the investigation, to include some conditions differing from each
  419. other only in overall sensitivity.
  420. .PP
  421. If the investigation cannot be confined to 15 conditions, it is then spread 
  422. over several experiments, each concentrating on a well defined 
  423. part of the inquiry but overlapping the others so as to provide common
  424. ground.
  425. .RT
  426. .sp 1P
  427. .LP
  428. 3.4.1.3
  429.     \fIEligibility of subjects\fR 
  430. .sp 9p
  431. .RT
  432. .PP
  433. Subjects taking part in the conversation tests are chosen at random from 
  434. the Research Centre personnel, with the provisons that: 
  435. .RT
  436. .LP
  437.     a)
  438.     they have not been directly involved in work connected
  439. with assessment of the performance of telephone circuits;
  440. and
  441. .LP
  442.     b)
  443.     they have not participated in any subjective test
  444. whatever for at least the previous six months, and not in a
  445. conversation test for at least one year.
  446. .PP
  447. No steps are taken to balance the numbers of male and female
  448. subjects unless the design of the experiment requires it. Subjects are
  449. arbitrarily paired in the experimental design prior to the test and remain 
  450. thus paired for its duration. 
  451. .sp 1P
  452. .LP
  453. 3.4.1.4
  454.     \fIEnvironment\fR 
  455. .sp 9p
  456. .RT
  457. .PP
  458. Subjects are seated in separate 
  459. sound\(hyproof cabinets
  460. near the point from which the experiment is controlled. Room noise is fed 
  461. in with 
  462. the required spectrum (usually the 
  463. Hoth spectrum
  464. ) at the required level (usually 50\ dBA), measured with a Bruel and Kjaer 
  465. Precision Sound Level Meter type\ 2206, used with the \*Q 
  466. \fIA\fR weighting
  467. \*U and the \*Qfast\*U meter
  468. characteristic. If different conversations in the same experiment require
  469. different room noise levels, then care is taken to prevent the transitions 
  470. from being too obvious to the subjects: ideally, room noise should be changed 
  471. only when subjects are out of the sound\(hyproof rooms. 
  472. .RT
  473. .sp 1P
  474. .LP
  475. 3.4.1.5
  476.     \fIMethods of establishing the connection\fR 
  477. .sp 9p
  478. .RT
  479. .PP
  480. The telephone sets used by the subjects are normal in appearance
  481. and feel \(em usually identical to the standard British Telecom
  482. Telephone No.\ 706, unless the experiment specifically concerns handsets of
  483. other types. The means of establishing telephone contact between subjects is
  484. made as realistic as possible. The calling subject, on lifting the handset,
  485. obtains dialling tone, and has to dial or key a prescribed number to obtain 
  486. the connection. Ringing tone occurs after a suitable fixed delay, and the 
  487. other 
  488. party's bell or tone\(hycaller is operated after a further fixed delay. Wrong
  489. numbers are rewarded by the \*QNumber Unobtainable\*U tone.
  490. .RT
  491. .sp 1P
  492. .LP
  493. 3.4.1.6
  494.     \fIConversation task\fR 
  495. .sp 9p
  496. .RT
  497. .PP
  498. Every effort is made to ensure that conversations are purposeful, and that 
  499. subjects have full opportunity to exploit the transmission 
  500. capabilities of the test circuit. A task involving sorting pictures into an
  501. order of merit has been found suitable for this purpose and sufficiently
  502. interesting to the subjects. The pictures, covering a wide variety of topics, 
  503. are samples of the standard postcard\(hysized illustrations offered for 
  504. sale at 
  505. several different museums, art galleries and similar institutions. These 
  506. cards are individually numbered on the back, and assembled arbitrarily 
  507. into sets of six cards each, every set having an exact duplicate. 
  508. .bp
  509. .PP
  510. The subject is instructed to consider these pictures for display in
  511. a public place, and, before each conversation, to arrange the cards of a
  512. particular set in his personal order of preference for this purpose; the 
  513. other subject does the same with his copy of the same set. When contact 
  514. is 
  515. established via the test circuit, the subjects have to negotiate an agreed
  516. .PP
  517. order of preference and write this down at the end of the conversation. The
  518. duration of each conversation is thus determined by the subjects themselves.
  519. Occasionally a conversation may be very long because both subjects are
  520. intensely interested in the pictures, or\ \(em as happens in less than\ 1% of
  521. cases\ \(em very short because both have independently chosen the same order of
  522. preference and have little to discuss, but even in these cases it is highly
  523. desirable to allow the subjects to decide for themselves how long to converse. 
  524. After the end of the conversation they express independent opinions of 
  525. the 
  526. connection by marking a form provided: one version of this form is reproduced 
  527. in Annex\ A. 
  528. .PP
  529. Some variations of the task (such as numbering the same pictures
  530. differently for the two subjects) have been explored, but none has been
  531. definitively adopted. No other type of task has been found to have any 
  532. greater advantages for the purpose, though several types have been tried. 
  533. .RT
  534. .sp 1P
  535. .LP
  536. 3.4.1.7
  537.     \fIPreparations for an\fR n\ \(mu\ n \fIexperiment\fR 
  538. .sp 9p
  539. .RT
  540. .PP
  541. From a list of all subjects available, the experimenter randomly
  542. chooses a sufficient number of those eligible according to the criteria 
  543. given in \(sc\ 3.4.1.3 above. He contacts these by telephone to ask whether 
  544. they are 
  545. willing to participate at certain times, which have to be arranged in
  546. such a way that subjects who converse together on their first visit remain
  547. paired for their subsequent visits in the same experiment. A standard letter 
  548. is sent to each subject, confirming the time and place of each appointment, 
  549. and 
  550. explaining in some detail what will be required of the subjects in the
  551. experiment: the text of a typical letter is reproduced in Annex\ B.
  552. .PP
  553. The experimenter prepares schedules, based on the experimental
  554. design, showing in what order conditions must be administered to each pair 
  555. of subjects, with which picture sets, which party initiates the call in 
  556. each case, and any other necessary details. Space is left for filling in 
  557. information that 
  558. .PP
  559. becomes available as the experiment proceeds: consecutive conversation 
  560. number, duration of conversation, identity of tape reel used for recording, 
  561. comments 
  562. about faults or unusual events, and so on. Opinion forms (Annex\ A) are also
  563. prepared for each conversation. However, in order to avoid duplicating or
  564. altering too many entries, some items are not filled in until they are 
  565. certain: for example, the actual names of the subjects are liable to change 
  566. until they actually arrive for their first visit. 
  567. .PP
  568. Both in the letter and in any discussions with the subjects, great
  569. care is taken not to communicate to the subjects any knowledge about the 
  570. nature of the circuit conditions. The opinion forms do not even carry any 
  571. number or 
  572. code identifying the circuit condition\ \(em this information is obtained 
  573. from the schedule and added to the forms after they have been collected 
  574. from the 
  575. subjects.
  576. .RT
  577. .sp 1P
  578. .LP
  579. 3.4.1.8
  580.     \fIProcedure\fR 
  581. .sp 9p
  582. .RT
  583. .PP
  584. When subjects arrive for their first visit, they are asked whether they 
  585. have read and understood the letter. Any obscurities are clarified, and 
  586. opportunity is given for asking questions. The sound\(hyproof rooms and their
  587. facilities are demonstrated. Subjects are informed how many calls will be
  588. comprised in this visit. Forms are handed to the subjects, and they are then
  589. left to prepare for the preliminary conversation. On subsequent visits the
  590. subjects are merely informed that the procedure will be the same as before,
  591. with possibly a different number of calls.
  592. .PP
  593. At the beginning of each conversation, the subjects take out the
  594. specified picture set from a box on the desk, arrange the pictures in order 
  595. of preference, and fill in the appropriate part of the opinion form. When 
  596. both 
  597. subjects have done this, the experimenter gives one of them the signal to
  598. initiate the call. The subjects are then completely free to determine the
  599. course of the conversation, except that they must not discuss their opinions 
  600. of the connection. When they have written down their agreed order of preference 
  601. for the pictures, terminated the conversation, and recorded their scores
  602. .PP
  603. (Excellent, Good, Fair, Poor or Bad) and their answer to the \*QDifficulty\*U
  604. question (Yes or No), the experimenter contacts each in turn by telephone to
  605. ask what answer he has given to the \*QDifficulty\*U question; if the answer is
  606. \*QYes\*U, the experimenter asks the subject to explain briefly (in his 
  607. own words) the nature of the difficulty. The reply is noted, but neither 
  608. the subject nor the experimenter is expected to attempt precise formulations: 
  609. it is essential not to prompt the subjects, and in any case the classification 
  610. of difficulty 
  611. has been found far less useful than the undifferentiated percentage
  612. \*QDifficulty\*U itself.
  613. .bp
  614. .PP
  615. After this the experimenter requests the subject to put away the form in 
  616. an envelope provided, and then tells him to start sorting out the next 
  617. set of pictures, or, as the case may be, to wait to be released from the 
  618. sound\(hyproof room.
  619. .PP
  620. Both the conversations between subjects and the conversations between experimenter 
  621. and subject are tape\(hyrecorded. 
  622. .RT
  623. .sp 1P
  624. .LP
  625. 3.4.1.9
  626.     \fITreatment of results\fR 
  627. .sp 9p
  628. .RT
  629. .PP
  630. The results from each conversation comprise two opinions on the
  631. scale Excellent\(hyGood\(hyFair\(hyPoor\(hyBad (scored respectively\ 4, 
  632. 3, 2, 1,\ 0), two 
  633. votes on the Difficulty scale (scored\ 1\ =\ Yes, 0\ =\ No), two speech levels
  634. (measured from tape recordings) and one value of duration. In particular 
  635. cases information may be collected about other variables also; for example, 
  636. video 
  637. recordings may be made in order to observe how subjects hold their
  638. handsets.
  639. .PP
  640. Analysis of variance is applied separately to each variate (opinion
  641. score, speech level,\ etc.) in order to test the significance of
  642. circuit\(hycondition features and other effects, and to find confidence 
  643. intervals for the means. With a binary variate like \*QDifficulty\*U this 
  644. process must be 
  645. regarded with some reservations. There is usually less scope for curve\(hyfitting 
  646. than in listening experiments, simply because there are far fewer pairs 
  647. of 
  648. coordinate values available.
  649. .RT
  650. .sp 1P
  651. .LP
  652. 3.5
  653.     \fIQuantal\(hyresponse detectability tests\fR 
  654. .sp 9p
  655. .RT
  656. .PP
  657. The best method for obtaining information on the detectability of some 
  658. analogous property of a sound (such as echo), as a function of some 
  659. objective quantity (such as listening level), is a quantal\(hyresponse method
  660. similar in principle to that mentioned in \(sc\ 3.1 above for loudness 
  661. balancing. The main difference is that the subject's response is not a 
  662. decision in the 
  663. form \*QReference\*U or \*QTest\*U (the designation of the louder of two 
  664. circuits), but a vote on a scale such as: 
  665. .RT
  666. .LP
  667.     \fIOpinion scale 6A\fR 
  668. .LP
  669.     A
  670.     Objectionable
  671. .LP
  672.     B
  673.     Detectable
  674. .LP
  675.     C
  676.     Not detectable
  677. .LP
  678. where B is understood to mean \*QDetectable but not objectionable\*U.
  679. .PP
  680. \fR 
  681. Scales of this sort, usually with three points, may be used in a variety 
  682. of quantal\(hyresponse tests; for example the scale as shown above may 
  683. be used where the stimulus is echo, reverberation, sidetone, voice\(hyswitching 
  684. mutilation, or interfering tones, while crosstalk and perhaps echo in some
  685. circumstances may be judged on the scale Intelligible\ \(em Detectable\ 
  686. \(em Not 
  687. detectable.
  688. .PP
  689. It is sometimes permissible to regard these votes as opinion scores, with 
  690. values 2, 1, 0 respectively, and treat them in the same sort of way as 
  691. one would treat listening or conversation opinion scores. But this is often 
  692. unsatisfactory because the decisions on such a scale as\ 6A are not really
  693. equivalents of responses on a continuous scale\ \(em as votes on such scales 
  694. as\ 4A may be legitimately taken to be\ \(em but effectively embody two 
  695. distinct 
  696. dichotomies (for example detectable/not detectable and objectionable/not
  697. objectionable), which though not independent may nevertheless call different
  698. .PP
  699. psychological processes into action: in other words, Objectionability or
  700. Intelligibility differs in kind, not merely in degree, from Detectability, 
  701. and often has a different standard deviation. For this reason a more profitable 
  702. method of analysis is to express the probability of response according 
  703. to each dichotomy separately, as a function of some objective variable, 
  704. by fitting 
  705. probit or logit equations, and then using the quantiles or other parameters 
  706. as a basis of comparison between circuit conditions, in a manner analogous 
  707. to that used in applying articulations scores. 
  708. .PP
  709. The actual conduct of experiments of this type resembles that of
  710. listening\(hyeffort tests (see \(sc\ 3.3.1\ above), but there are some 
  711. differences. In particular it is advisable that the first presentation 
  712. of the signal in each 
  713. run should be at a high listening level, so that the listener is left in no
  714. doubt what kind of signal is a candidate for his decisions. Where sidetone 
  715. or echo is involved, the subject will be required to talk as well as listen. 
  716. .PP
  717. \fR Simple audiometric measurements, as described in Recommendation\ P.78, 
  718. are usually performed on subjects who participate in these experiments, 
  719. so that results can be expressed relative to their threshold of hearing. 
  720. .bp
  721. .PP
  722. \fR For examples of the application of these techniques, see
  723. References\ [4] and\ [5].
  724. .PP
  725. Noise and other disturbances are sometimes investigated by means
  726. of responses on a scale with many more points; for example, Opinion scale\ 5
  727. with seven points ranging from \*QInaudible\*U to \*QIntolerable\*U. These 
  728. scales are more nearly of the quantized\(hycontinuum type, like Opinion 
  729. scale\ 4A, and can be treated similarly. 
  730. .RT
  731. .sp 2P
  732. .LP
  733. \fB4\fR \fBRecommendations and other CCITT studies relying on Methods a) 
  734. to e) of \(sc\ 2 above:\fR \v'3p' 
  735. .sp 1P
  736. .RT
  737. .LP
  738.     a)
  739.     Many Recommendations include requirements based originally
  740. on reference equivalents, later on corrected reference
  741. equivalents, and more recently on loudness ratings of which
  742. Recommendations\ P.12 (\fIOrange\ Book\fR ), G.101\ [6], G.103\ [7],
  743. G.111\ [8], G.120\ [9] and G.121\ [10] are examples.
  744. .LP
  745.     b)
  746.     Recommendation\ P.12 used to require certain articulation
  747. values to be satisfied but the method is now mainly used for
  748. diagnostic purposes. See Recommendation\ P.45.
  749. .LP
  750.     c)
  751.     Various Questions, for example Question 4/XII [11],
  752. Question\ 14/XII\ [12] and Supplement\ No.\ 3 at the end of this
  753. fascicle.
  754. .LP
  755.     d)
  756.     Various Questions, for example Question 4/XII [11],
  757. Question\ 9/XII\ [13], Ques
  758. tion\ 14/XII\ [12] and
  759. Supplement\ No.\ 3 at the end of this fascicle.
  760. .LP
  761.     e)
  762.     Various Questions, for example Question\ 9/XII\ [13] and
  763. References\ [14], [15] and\ [16].
  764. .sp 2P
  765. .LP
  766. \fB5\fR     \fBGeneral comments on subjective methods used in the laboratory\fR 
  767. .sp 1P
  768. .RT
  769. .PP
  770. \fR More detailed information on the conduct of subjective tests and interpretation 
  771. of their results are given in Recommendation\ P.74 and 
  772. Reference\ [2]. A rather broad survey of the relationship between various
  773. methods is given in Reference\ [17].
  774. .PP
  775. When used to provide information to assist in transmission planning
  776. of telephone networks, subjective methods should be employed with the following 
  777. considerations in mind: 
  778. .RT
  779. .LP
  780.     a)
  781.     A clear description must be available of the type of
  782. telephone connections to which the results are to be applied.
  783. This is provided by formulating appropriate hypothetical
  784. reference connections (HRCs) (see Recommendation\ G.103\ [7]).
  785. .LP
  786.     b)
  787.     The levels, transmission losses, sending and receiving
  788. reference equivalents,\ etc., of the HRCs must guide the
  789. establishment of laboratory arrangements and the conduct of the
  790. tests. Speech spectra and levels must be properly chosen to
  791. correspond to those at the various points in the\ HRC.
  792. .LP
  793.     c)
  794.     Subjects must be drawn from an appropriate population.
  795. For example, if audiograms are obtained from subjects
  796. participating in a conversation experiment, this information
  797. should not be used to reject any subjects, because the resultant
  798. bias in the sample would make the conclusions applicable only to
  799. users with a certain range of hearing sensitivity. For this
  800. reason it is safest to collect auxiliary information of this
  801. type only after the subjects have finished their main task.
  802. .LP
  803.     d)
  804.     Subjects must be treated within the experiments so that
  805. the results obtained are valid for the desired applications.
  806. This is the reason for taking the precautions described
  807. above (\(sc\ 3.3.1) to ensure that subjects' judgements are not
  808. distorted by the range of conditions and levels chosen, or by
  809. the order of presentation; and to make the procedure in
  810. conversation tests (\(sc\(sc\ 3.4.1.5 to\ 3.4.1.7) natural yet
  811. standardized.
  812. .LP
  813.     e)
  814.     Suitable experimental designs must be used so that the
  815. results can be properly analyzed and confidence intervals
  816. estimated.
  817. .LP
  818.     f
  819. )
  820.     Uncontrolled variation in some feature of the
  821. transmission path is sometimes unavoidable: for example the
  822. requirement may be to conduct a listening test over a fading
  823. radio link, or a conversation test over a TASI link with
  824. freeze\(hyout determined by real traffic. In such cases it is
  825. advisable to collect not only the subjects' responses but also
  826. contemporary information on the values of the related
  827. fluctuating quantities: signal strength in the first case,
  828. freeze\(hyout fraction or number of channels occupied in the
  829. second. The technique known as analysis of covariance
  830. (Reference\ [18]) is the appropriate method for processing this
  831. information on concomitant variables, as they are called, in
  832. conjunction with the responses (main variables).
  833. .bp
  834. .LP
  835.     g)
  836.     Even with proper precautions under c), d), e) and f),
  837. reliance should not be placed on absolute values of scores
  838. unless \*Qcontrol\*U conditions (e.g.\ a set of reference conditions)
  839. are included within the experiment. However, relativities
  840. between scores obtained from different circuit conditions within
  841. the same experiment are more reliable.
  842. .LP
  843.     h)
  844.     A set of reference conditions will make it possible
  845. to express results as ratings in terms of equivalent settings
  846. of some reference device\ \(em attenuator, noise source, modulated
  847. noise reference unit (see Recommendation\ P.81),\ etc. This
  848. enables much more reliable comparisons to be made with
  849. information from other sources.
  850. .LP
  851.     i)
  852.     Results of subjective experiments should always be
  853. reviewed for internal consistency and compared with expected
  854. results (derived from previous experience or from a theoretical
  855. model) before being applied.
  856. .sp 2P
  857. .LP
  858. \fB6\fR     \fBObjective methods\fR 
  859. .sp 1P
  860. .RT
  861. .PP
  862. Clearly the ultimate aim must be to attain the capability of
  863. assessing telephony transmission performance purely in terms of the objective 
  864. characteristics of the telephone connections concerned. This aim is partly 
  865. satisfied by use of tabulated information based on previous laboratory and
  866. other tests: an example of such usage appears in Reference\ [19].
  867. Considerable progress has now been made towards the prediction of assessment
  868. scores, speech levels,\ etc. by use of subjective modelling as described in
  869. Supplement\ No.\ 3 at the end of this fascicle and Reference\ [20]. British
  870. Telecom is now updating its tabulated information using this method.
  871. .PP
  872. \fR The modelling technique makes it possible to treat many other
  873. important features like attenuation/frequency distortion and sidetone in 
  874. a much more general manner. For example, by making due allowance for the 
  875. part played by high sidetone level\ \(em which is a very potent degradation 
  876. in connections of poor transmission performance\ \(em it makes clear why 
  877. sensible limits for 
  878. overall loss and noise cannot be fixed without regard to sidetone
  879. suppression.
  880. .RT
  881. .ce 1000
  882. ANNEX\ A
  883. .ce 0
  884. .ce 1000
  885. (to Supplement No. 2)
  886. .sp 9p
  887. .RT
  888. .ce 0
  889. .ce 1000
  890. \fBOpinion form 12A\fR 
  891. .sp 1P
  892. .RT
  893. .ce 0
  894. .LP
  895. Test\ 
  896. .sp 1P
  897. .RT
  898. .ad r
  899. Name
  900. \ 
  901. Cabinet\ 
  902. No.\ 
  903. .sp 9p
  904. .RT
  905. .ad b
  906. .RT
  907. .sp 2P
  908. .LP
  909. 1
  910.     Before starting your call, please take out picture set\ 
  911. and
  912. arrange the cards in order of preference. Record this order in the boxes 
  913. below, using the numbers on the backs of the cards for identification. 
  914. .sp 1P
  915. .RT
  916. .LP
  917. .ce
  918. \fBH.T. [T1.2]\fR 
  919. .T&
  920. lw(48p) | lw(30p) | lw(30p) | lw(30p) | lw(30p) | lw(30p) | lw(30p) , ^ 
  921. | l | l | l | l | l | l. 
  922.                         
  923.                         
  924. .T&
  925. lw(48p) | cw(30p) | cw(30p) | cw(30p) | cw(30p) | cw(30p) | cw(30p) , ^ 
  926. | l | l | l | l | l | l. 
  927. Your Order of Preference    1st    2nd    3rd    4th    5th    6th
  928.                         
  929. _
  930. .TE
  931. .nr PS 9
  932. .RT
  933. .ad r
  934. \fBTable A\(hy1 [T1.2], p. \fR 
  935. .sp 1P
  936. .RT
  937. .ad b
  938. .RT
  939. .sp 1P
  940. .LP
  941. 2
  942.     If you receive a green GO AHEAD signal, then call your partner
  943. on\ 
  944. . Otherwise wait for your partner to call you.
  945. .bp
  946. .sp 9p
  947. .RT
  948. .sp 1P
  949. .LP
  950. 3
  951.      You may enter your partner's picture\(hycard order here if you find this 
  952. helps you in the discussion. 
  953. .sp 9p
  954. .RT
  955. .ce
  956. \fBH.T. [T2.2]\fR 
  957. .T&
  958. lw(48p) | lw(30p) | lw(30p) | lw(30p) | lw(30p) | lw(30p) | lw(30p) , ^ 
  959. | l | l | l | l | l | l. 
  960.                         
  961.                         
  962. .T&
  963. lw(48p) | cw(30p) | cw(30p) | cw(30p) | cw(30p) | cw(30p) | cw(30p) , ^ 
  964. | l | l | l | l | l | l. 
  965. Partner's Order of Preference    1st    2nd    3rd    4th    5th    6th
  966.                         
  967. _
  968. .TE
  969. .nr PS 9
  970. .RT
  971. .ad r
  972. \fBTable A\(hy2 [T2.2], p.\fR 
  973. .sp 1P
  974. .RT
  975. .ad b
  976. .RT
  977. .sp 1P
  978. .LP
  979. 4
  980.     When you have arrived at an agreed order of preference, please
  981. enter it here.
  982. .sp 9p
  983. .RT
  984. .ce
  985. \fBH.T. [T3.2]\fR 
  986. .T&
  987. lw(48p) | lw(30p) | lw(30p) | lw(30p) | lw(30p) | lw(30p) | lw(30p) , ^ 
  988. | l | l | l | l | l | l. 
  989.                         
  990.                         
  991. .T&
  992. lw(48p) | cw(30p) | cw(30p) | cw(30p) | cw(30p) | cw(30p) | cw(30p) , ^ 
  993. | l | l | l | l | l | l. 
  994. Agreed Order of Preference    1st    2nd    3rd    4th    5th    6th
  995.                         
  996. _
  997. .TE
  998. .nr PS 9
  999. .RT
  1000. .ad r
  1001. \fBTable A\(hy3 [T3.2], p. \fR 
  1002. .sp 1P
  1003. .RT
  1004. .ad b
  1005. .RT
  1006. .LP
  1007.     Then replace your handset.
  1008. .sp 1P
  1009. .LP
  1010. 5
  1011.      Please mark, with a cross, your opinion of the telephone connection you 
  1012. have just been using. \fIN.B.\fR \ \(em\ Please do not discuss your opinion 
  1013. with your 
  1014. partner.
  1015. .sp 9p
  1016. .RT
  1017. .ce
  1018. \fBH.T. [T4.2]\fR 
  1019. .ps 9
  1020. .vs 11
  1021. .nr VS 11
  1022. .nr PS 9
  1023. .TS
  1024. center box;
  1025. cw(36p) | cw(36p) | cw(36p) | cw(36p) | cw(36p) .
  1026. Excellent    Good    Fair    Poor    Bad
  1027. _
  1028. .TE
  1029. .nr PS 9
  1030. .RT
  1031. .ad r
  1032. \fBTable A\(hy4 [T4.2], p. \fR 
  1033. .sp 1P
  1034. .RT
  1035. .ad b
  1036. .RT
  1037. .sp 1P
  1038. .LP
  1039. 6
  1040.      Did you or your partner have any difficulty in talking or hearing over 
  1041. the connection? 
  1042. .sp 9p
  1043. .RT
  1044. .ce
  1045. \fBH.T. [T5.2]\fR 
  1046. .ps 9
  1047. .vs 11
  1048. .nr VS 11
  1049. .nr PS 9
  1050. .TS
  1051. center box;
  1052. cw(36p) | lw(36p) .
  1053. YES    
  1054. _
  1055. .T&
  1056. cw(36p) | lw(36p) .
  1057. NO    
  1058. _
  1059. .TE
  1060. .nr PS 9
  1061. .RT
  1062. .ad r
  1063. \fBTable A\(hy5 [T5.2], p. \fR 
  1064. .sp 1P
  1065. .RT
  1066. .ad b
  1067. .RT
  1068. .LP
  1069.     If the answer is YES, please explain briefly what the difficulty
  1070. was when the operator contacts you again.
  1071. .ce
  1072. \fBH.T. [T6.2]\fR 
  1073. .T&
  1074. lw(60p) | lw(12p) | lw(12p) | lw(12p) | lw(12p) | lw(12p) | lw(12p) | lw(12p) 
  1075. | lw(12p) | lw(12p) | lw(12p) | lw(12p) | lw(12p) | lw(12p) | lw(12p) . 
  1076.                                                         
  1077. .T&
  1078. lw(60p) | lw(12p) | lw(12p) | lw(12p) | lw(12p) | lw(12p) | lw(12p) | lw(12p) 
  1079. | lw(12p) | lw(12p) | lw(12p) | lw(12p) | lw(12p) | lw(12p) | lw(12p) . 
  1080. FOR R13.4 USE                                                        
  1081. _
  1082. .TE
  1083. .nr PS 9
  1084. .RT
  1085. .ad r
  1086. \fBTableau A\(hy6 [T6.2], p. \fR 
  1087. .sp 1P
  1088. .RT
  1089. .ad b
  1090. .RT
  1091. .LP
  1092. .bp
  1093. .ce 1000
  1094. ANNEX\ B
  1095. .ce 0
  1096. .ce 1000
  1097. (to Supplement No. 2)
  1098. .sp 9p
  1099. .RT
  1100. .ce 0
  1101. .ce 1000
  1102. \fB(Standard letter sent to subjects)\fR 
  1103. .sp 1P
  1104. .RT
  1105. .ce 0
  1106. .LP
  1107. Name\ 
  1108. .sp 1P
  1109. .RT
  1110. .sp 1P
  1111. .LP
  1112. Group\ 
  1113. .sp 9p
  1114. .RT
  1115. .sp 1P
  1116. .LP
  1117. R13.4 SUBJECTIVE TEST No.\ 
  1118. .sp 9p
  1119. .RT
  1120. .PP
  1121. Thank you for agreeing to take part in this experiment.
  1122. .PP
  1123. As arranged earlier by telephone, we should like you to come to
  1124. Room\ 
  1125. , Floor 3, Main Laboratory Block, at the following
  1126. times.
  1127. .RT
  1128. .LP
  1129.     Time
  1130. Day
  1131. Date
  1132. \v'6p'
  1133. .PP
  1134. On arrival, ask for 
  1135. , quoting the above subjective test number. You will be reminded by telephone 
  1136. shortly before each visit is 
  1137. due. You may book your time to project 
  1138. . If you cannot keep an
  1139. appointment, or if you need further information, contact 
  1140. on
  1141. Ipswich\ 64\ 
  1142. .
  1143. .PP
  1144. The experiment to which you have been invited forms part of a series
  1145. concerned with the transmission performance of telephone connections. You 
  1146. will be asked to converse with another volunteer over particular telephone 
  1147. connections, and it is hoped that the tasks we shall give you will lead to
  1148. vigorous conversations devoted to discussion and negotiation.
  1149. .PP
  1150. In the test room you will be provided with a set of six picture cards. 
  1151. You are asked to imagine that you and your partner are responsible for 
  1152. choosing some of these (enlarged if necessary) to be displayed in a public 
  1153. place such as the Staff Restaurant\ \(em either as items of general interest 
  1154. or simply as 
  1155. decoration. Before each call you should arrange all six cards in your order 
  1156. of preference, and write the six identification numbers in this order on 
  1157. the form provided. Your partner, in another room, will have an identical 
  1158. set of 
  1159. pictures, and his order of preference will probably be different from yours.
  1160. One of you will then be requested to make a telephone call to the other. The
  1161. aim of the ensuing conversation will be to negotiate with your partner 
  1162. so as to arrive at a compromise order which satisfies you both. At the 
  1163. end of the 
  1164. conversation you should replace the handset and enter the six numbers in the
  1165. finally agreed order on the form. You must also mark the appropriate box to
  1166. indicate your opinion of the connection. After this the operator will contact 
  1167. you and tell you what to do next. Subsequent conversations will be similar, 
  1168. but with different sets of pictures. 
  1169. .PP
  1170. In the whole experiment there will be a total of\ 
  1171. \ calls spread over the\ 
  1172. \ visit(s) arranged as above. Full instructions will be given when you 
  1173. arrive. Please bring this letter with you, and also your glasses if 
  1174. you normally wear any.
  1175. .PP
  1176. Thank you once again for your co\(hyoperation.
  1177. \v'6p'
  1178. .RT
  1179. .ad r
  1180. \ (date)
  1181. .vs +6p
  1182. .RT
  1183. .ad b
  1184. .RT
  1185. .ad r
  1186. \ (date)
  1187. .ad b
  1188. .RT
  1189. .sp 2P
  1190. .LP
  1191.     \fBReferences\fR 
  1192. .sp 1P
  1193. .RT
  1194. .LP
  1195. [1]
  1196.     CCITT\ \(em\ Question 15/XII, Contribution COM XII\(hyNo. 1, Study Period
  1197. 1981\(hy1984, Geneva,\ 1981.
  1198. .LP
  1199. [2]
  1200.     RICHARDS (D. | .): Telecommunication by speech, \fIButterworths\fR ,
  1201. London,\ 1973.
  1202. .LP
  1203. [3]
  1204.      SULLIVAN (J. | .): Is transmission satisfactory? Telephone customers 
  1205. help us decide, \fIBell Labs Record\fR , pp.\ 90\(hy98, March\ 1974. 
  1206. .LP
  1207. [4]
  1208.      RICHARDS (D. | .): Telecommunications by speech, \(sc\ 3.5.3. \fIButterworths\fR 
  1209. , London,\ 1973. 
  1210. .LP
  1211. [5]
  1212.     \fIIbid.\fR , \(sc\ 4.5.1.
  1213. .bp
  1214. .LP
  1215. [6]
  1216.     CCITT Recommendation \fIThe transmission plan\fR , Vol.\ III, Rec.\ G.101.
  1217. .LP
  1218. [7]
  1219.     CCITT Recommendation \fIHypothetical reference connections\fR , Vol.\ III,
  1220. Rec.\ G.103.
  1221. .LP
  1222. [8]
  1223.     CCITT Recommendation \fILoudness ratings (LRs) in an international\fR 
  1224. \fIconnection\fR , Vol.\ III, Rec.\ G.111.
  1225. .LP
  1226. [9]
  1227.     CCITT Recommendation \fITransmission characteristics of national\fR 
  1228. \fInetworks\fR , Vol.\ III, Rec.\ G.120.
  1229. .LP
  1230. [10]
  1231.     CCITT Recommendation \fILoudness ratings (LRs) of national systems\fR ,
  1232. Vol.\ III, Rec.\ G.121.
  1233. .LP
  1234. [11]
  1235.     CCITT\ \(em\ Question 4/XII, Contribution COM XII\(hyNo.\ 1, Study Period
  1236. 1985\(hy1988, Geneva,\ 1985.
  1237. .LP
  1238. [12]
  1239.     CCITT\ \(em\ Question 14/XII, Contribution COM XII\(hyNo.\ 1, Study Period
  1240. 1985\(hy1988, Geneva,\ 1985.
  1241. .LP
  1242. [13]
  1243.     CCITT\ \(em\ Question 9/XII, Contribution COM XII\(hyNo.\ 1, Study Period
  1244. 1981\(hy1984, Geneva,\ 1981.
  1245. .LP
  1246. [14]
  1247.     RICHARDS (D. | .) and BUCK (G. | .): Telephone echo tests, \fIP.I.E.E.\fR ,
  1248. 107B, pp.\ 553\(hy556,\ 1960.
  1249. .LP
  1250. [15]
  1251.     CCITT\ \(em\ Contribution COM XII\(hyNo.\ 171, Study Period 1977\(hy1980,
  1252. Geneva,\ 1979.
  1253. .LP
  1254. [16]
  1255.     CCITT\ \(em\ Contribution COM XII\(hyNo.\ 132, Study Period 1977\(hy1980,
  1256. Geneva,\ 1979.
  1257. .LP
  1258. [17]
  1259.     CCITT\ \(em\ Question 7/XII, Annex\ 1, Contribution COM XII\(hyNo.\ 1, Study
  1260. Period 1981\(hy1984, Geneva,\ 1981.
  1261. .LP
  1262. [18]
  1263.      SNEDECOR (G. | .) and COCHRAN (W. | .): Statistical methods, Chapter\ 
  1264. 14, 6th edition, \fIIowa State University Press\fR , 1967. 
  1265. .LP
  1266. [19]
  1267.     CCITT\ \(em\ Contribution COM XII\(hyNo.\ 173, Study Period
  1268. 1977\(hy1980, Geneva, 1979.
  1269. .LP
  1270. [20]
  1271.     RICHARDS (D. | .): Calculation of opinion scores for telephone
  1272. connections, \fIProc. IEE\fR , 121, pp.\ 313\(hy323,\ 1974.
  1273. .sp 2P
  1274. .LP
  1275.     \fBBibliography\fR 
  1276. .sp 1P
  1277. .RT
  1278. .LP
  1279. BRAUN (K.): Die Bezugsd\*:ampfung und ihre Berechnung aus der
  1280. Restd\*:ampfungskurve (Frequenzkurve) eines \*:Ubertragungssystems;
  1281. \fIT.F.T.\fR , Vol.\ 28, pp.\ 311\(hy318, August\ 1939.
  1282. .LP
  1283. BRAUN (K.): Theoretische und experimentelle Untersuchung der
  1284. Bezugsd\*:ampfung und der Lautst\*:arke; \fIT.F.T.\fR , Vol.\ 29,
  1285. pp.\ 31\(hy37, No.\ 2, 1940.
  1286. .LP
  1287. BLYE (P. | .), COOLIDGE (O. | .) and HUNTLEY (H. | .): A revised
  1288. telephone transmission rating plan; \fIB.S.T.J.\fR , Vol.\ 34,
  1289. pp.\ 453\(hy472, May\ 1955 (reproduced in the \fIRed\ Book\fR , Vol.\ I,\fR 
  1290. pp.\ 636\(hy651, ITU, Geneva,\ 1957, and Vol.\ V, pp.\ 607\(hy624, ITU,
  1291. Geneva,\ 1962).
  1292. .LP
  1293. BRAUN (K.): Image attenuations of microphone and receiver insets;
  1294. \fIN.T.Z.\fR , No.\ 8, pp.\ 365\(hy370, 1960 (translated in the \fIRed\ 
  1295. Book\fR , 
  1296. Vol.\ V | fIbis\fR , pp.\ 255\(hy265, ITU, Geneva,\ 1965).
  1297. .LP
  1298. FRENCH (N. | .) and STEINBERG (J. | .): Factors governing the
  1299. intelligibility of speech sounds; \fIJ.A.S.A.\fR , Vol.\ 19, p.\ 89,
  1300. Jan.\ 1947.
  1301. .LP
  1302. RICHARDS (D. | .) and ARCHBOLD (R. | .): A development of the Collard
  1303. principle of articulation calculation; \fIP.I.E.E.\fR , Vol.\ 103, Part\ B,
  1304. Sept.\ 1956 (\fIRed\ Book\fR , Vol.\ I, Question\ 7 of Study Group\ 12, 
  1305. Annex\ 4, ITU, 
  1306. Geneva,\ 1956).
  1307. .LP
  1308. Contribution by the Italian Administration to the study of objective
  1309. methods for measuring reference equivalent and articulation reference
  1310. equivalent, \fIRed\ Book\fR , Vol.\ I, Question\ 7 of Study Group\ 12, 
  1311. Annex\ 3, ITU, 
  1312. Geneva,\ 1956.
  1313. .LP
  1314. FLETCHER (H.) and GALT (R. | .): The perception of speech and its
  1315. relation to telephony; \fIJ.A.S.A.\fR , Vol.\ 22, p.\ 89, March\ 1950
  1316. (reproduced in the following work, Chapters\ 15\(hy17).
  1317. .LP
  1318. FLETCHER (H.): Speech and hearing in communication, \fID. Van\fR \fINostrand\fR 
  1319. , New York,\ 1953. 
  1320. .LP
  1321. Tonality method studied by the U.S.S.R. Administration to determine
  1322. articulation; \fIRed\ Book\fR , Vol.\ V, Part\ II, Annex\ 31, ITU, Geneva,\ 
  1323. 1962. 
  1324. .LP
  1325. Method used by the Swiss Telephone Administration for the determination
  1326. of transmission quality based on objective measurements; \fIRed\ Book\fR ,
  1327. Vol.\ V, Part\ II, Annex\ 30, ITU, Geneva,\ 1962.
  1328. .LP
  1329. LALOU (J.): Calculation of telephone transmission performance by
  1330. information theory, \fIRed\ Book\fR , Vol.\ V | fIbis\fR , Question\ 7/XII, 
  1331. Annex\ 2, ITU, 
  1332. Geneva,\ 1965.
  1333. .bp
  1334. .LP
  1335. SIVIAN (L. | .): Speech power and its measurement,
  1336. \fIB.S.T.J.\fR , 8, pp.\ 646\(hy661,\ 1929.
  1337. .LP
  1338. LOYE (D. | .) and MORGAN (K. | .): Sound picture recording and
  1339. reproducing characteristics, \fIJ. Soc. Motion Picture Engineers\fR ,
  1340. 32, pp.\ 631\(hy647, 1939.
  1341. .LP
  1342. RICHARDS (D. | .): Some aspects of the behaviour of telephone users
  1343. as affected by the physical properties of the circuit. Communication
  1344. Theory, \fIButterworths Scientific Publications\fR , pp.\ 442\(hy449,\ 1953.
  1345. .LP
  1346. ZAITSEV (T. | .): Correlation method for determining the fidelity and
  1347. intelligibility of speech transmitted over telecommunication channels,
  1348. \fIElektrosvyaz\fR , 10, pp.\ 38\(hy46, 1958.
  1349. .LP
  1350. LICKLIDER (J. | . | .), BISBERG (A.) and SCHWARZLANDER (H.): An
  1351. electronic device to measure the intelligibility of speech, \fIProc. Nat.\fR 
  1352. \fIElectronics Conf.\fR , 15, pp.\ 329\(hy334, 1959.
  1353. .LP
  1354. RICHARDS (D. | .) and SWAFFIELD (J.): Assessment of speech
  1355. communication links, \fIP.I.E.E.\fR , 106B, pp.\ 77\(hy89,\ 1959.
  1356. .LP
  1357. RICHARDS (D. | .): Conversation performance of speech links subject
  1358. to long propagation times, International Conference on Satellite
  1359. Communication, \fIInst. Elec. Engrs.\fR , pp.\ 247\(hy251, London,\ 1962.
  1360. .LP
  1361. RICHARDS (D. | .): Transmission performance of telephone connections
  1362. having long propagation times, \fIHet PTT\(hyBedrijf\fR , 15,
  1363. pp.\ 12\(hy24, 1967.
  1364. .LP
  1365. BOERYD, (A.): Subscriber reaction due to unbalanced transmission
  1366. levels, \fIibid\fR , pp.\ 39\(hy43.
  1367. .LP
  1368. RICHARDS, (D. | .): Distortion of speech by quantizing,
  1369. \fIElectronics Letters\fR , 3, pp.\ 230\(hy231,\ 1967.
  1370. .LP
  1371. GOLDMAN\(hyEISLER (F.): Sequential temporal patterns and cognitive
  1372. processes in speech, \fILanguage and Speech\fR , 10, pp.\ 122\(hy132, 1967.
  1373. \v'6p'
  1374. .sp 2P
  1375. .LP
  1376. \fBSupplement\ No.\ 3\fR 
  1377. .RT
  1378. .sp 2P
  1379. .ce 1000
  1380. \fBMODELS\ FOR\ PREDICTING\ TRANSMISSION\ QUALITY\ FROM\fR 
  1381. .EF '%    Volume\ V\ \(em\ Suppl.\ No.\ 3''
  1382. .OF '''Volume\ V\ \(em\ Suppl.\ No.\ 3    %'
  1383. .ce 0
  1384. .sp 1P
  1385. .ce 1000
  1386. \fBOBJECTIVE\ MEASUREMENTS\fR 
  1387. .ce 0
  1388. .sp 1P
  1389. .PP
  1390. Models for predicting the subjective opinion of telephone
  1391. connections, using data from objective measurements, are currently under 
  1392. study in Question\ 7/XII. It has not been possible up to now to recommend 
  1393. a single 
  1394. model applicable over a wide range of transmission impairments, but the 
  1395. methods described in \(sc\(sc\ 1, 2, 3, 4\ below have been proposed by 
  1396. several 
  1397. Administrations.
  1398. .sp 1P
  1399. .RT
  1400. .sp 2P
  1401. .LP
  1402. \fB1\fR \fBTransmission rating models\fR \fI(Geneva, 1980; modified at\fR 
  1403. \fIMalaga\(hyTorremolinos,\ 1984) (Quoted in \(sc\ 3 of Recommendation\ 
  1404. P.11)\fR 
  1405. (Contribution by the Bell Communications Research, Inc.
  1406. .FS
  1407. This Section
  1408. (former Supplement\ No.\ 3, \fIRed Book\fR ), reflects in part work performed 
  1409. at AT&T Bell Laboratories prior to 1\ January\ 1984. 
  1410. .FE
  1411. )
  1412. .sp 1P
  1413. .RT
  1414. .sp 1P
  1415. .LP
  1416. 1.1
  1417.     \fIIntroduction\fR 
  1418. .sp 9p
  1419. .RT
  1420. .PP
  1421. This Section describes transmission rating models which can be
  1422. used to estimate the subjective reaction of telephone customers to the
  1423. transmission impairments of circuit noise, overall loudness rating, talker
  1424. echo, listener echo, attenuation distortion (including bandwidth), quantizing 
  1425. distortion, room noise and sidetone. 
  1426. .PP
  1427. The models for circuit noise overall loudness rating (OLR) and
  1428. talker echo are based on several conversational tests conducted at Bell
  1429. Laboratories in the period from\ 1965 to\ 1972 to evaluate the subjective
  1430. assessment of transmission quality as a function of circuit noise, overall
  1431. loudness rating, talker echo path loss and talker echo path delay\ [1]. These
  1432. tests involved several hundred subjects and several thousand test calls,
  1433. Several tests were conducted on normal business calls. Others were conducted 
  1434. in the laboratory. All of the tests employed a 5\(hycategory rating scale: 
  1435. excellent, good, fair, poor and unsatisfactory. 
  1436. .bp
  1437. .PP
  1438. The essential features of the models were originally derived in terms of 
  1439. loudness loss of an overall connection \fIin dB\fR (as measured by the 
  1440. Electro\(hyAcoustic Rating System, \fIEARS\fR ) and circuit noise \fIin 
  1441. dBmp\fR at the input to a reference receiving system (electric\(hyto\(hyacoustic 
  1442. efficiency as measured by the \fIEARS\fR )\ [2]. The effects of talker 
  1443. echo were later 
  1444. incorporated in terms of loudness loss of the echo path \fIin dB\fR (as 
  1445. measured by the \fIEARS\fR ) and round trip delay of the echo path \fIin 
  1446. milliseconds\fR . 
  1447. Experimentally determined correction factors were used to convert the models 
  1448. to loudness ratings according to Recommendation\ P.79. 
  1449. .PP
  1450. The original model for listener echo was based on a series of four
  1451. listening\(hytype subjective tests conducted at Bell Laboratories in\ 1977 and
  1452. 1978\ [4]. Subsequent test results led to an alternative form of the model\ 
  1453. [5], [6]. The subjective tests included conditions in which the listener 
  1454. echo path loss was flat or frequency\(hyshaped by selective filtering. 
  1455. A weighted echo path loss is defined to provide a weighting of the frequency\(hyshaped 
  1456. test conditions so that subjectively equivalent test conditions have the 
  1457. same transmission 
  1458. rating.
  1459. .PP
  1460. The model for quantizing distortion is based on a series of five
  1461. subjective tests conducted to evaluate the performance of
  1462. various digital codec algorithms [7], [8],\ [9].
  1463. .PP
  1464. The model for bandwidth and attenuation distortion is based on tests conducted 
  1465. in\ 1978\ [10]. 
  1466. .PP
  1467. The model for room noise is based on unpublished tests conducted in
  1468. 1976. Opinion ratings of transmission quality on a five\(hycategory scale were
  1469. made by 40\ subjects for 156\ conditions having various combinations of room
  1470. noise, speech level, circuit noise and sidetone path loss. The samples 
  1471. of room noise were presented from tape recordings made in an airlines reservations 
  1472. office. A model was fitted to the test results in terms of the circuit noise
  1473. which produced the same quality ratings as given levels of room noise.
  1474. .PP
  1475. The model for sidetone is based on tests conducted in 1980 [11].
  1476. .PP
  1477. All of the tests were conducted with Western Electric 500\(hytype telephone 
  1478. sets or equivalent. The procedures used in the analysis of the subjective 
  1479. tests results and the derivation of the transmission rating scale are outlined 
  1480. in 
  1481. Reference\ [1]. Although the procedures are somewhat complex for manual
  1482. calculation, they are easily handled on a digital computer and have been 
  1483. found to provide a convenient and useful representation for a large variety 
  1484. of test data. 
  1485. .PP
  1486. The models incorporate the concept of a 
  1487. transmission rating
  1488. scale
  1489. . An important reason for the introduction of this scale was the
  1490. recognition that subjective test results can be affected by various factors
  1491. such as the subject group, the type of test, and the range of conditions 
  1492. which are included in the test. These factors have been found to cause 
  1493. changes in 
  1494. both the mean opinion score of a given condition and in the standard deviation. 
  1495. Thus, there are difficulties in trying to establish a unique relationship 
  1496. .PP
  1497. between a given transmission condition and subjective opinion in terms 
  1498. of mean opinion score or percent of ratings which are good or excellent. 
  1499. The 
  1500. introduction of a transmission rating scale tends to reduce this difficulty 
  1501. by separating the relationship between transmission characteristics and 
  1502. opinion 
  1503. ratings into two parts. The first part, the transmission rating as a function 
  1504. of the transmission characteristic, is anchored at two points and tends 
  1505. to be much less dependent on individual tests. The second part, the relationship 
  1506. between the transmission rating and subjective opinion ratings, can then be
  1507. displayed for each individual test.
  1508. .PP
  1509. The transmission rating scale for overall loudness rating and circuit noise 
  1510. was derived such that it is anchored at two points as shown in 
  1511. Table\ 1\(hy1.
  1512. .RT
  1513. .ce
  1514. \fBH.T. [T1.3]\fR 
  1515. .ce
  1516. TABLE\ 1\(hy1
  1517. .ps 9
  1518. .vs 11
  1519. .nr VS 11
  1520. .nr PS 9
  1521. .TS
  1522. center box;
  1523. cw(60p) | cw(60p) | cw(60p) .
  1524. Overall loudness rating  (dB)     {
  1525. Circuit noise
  1526. (dBmp) | ua\d\u)\d
  1527.  }    Transmission rating
  1528. _
  1529. .T&
  1530. cw(60p) | cw(60p) | cw(60p) .
  1531. 16    \(em61    80
  1532. .T&
  1533. cw(60p) | cw(60p) | cw(60p) .
  1534. 31    \(em76    40
  1535. .TE
  1536. .LP
  1537. \ua\d\u)\d
  1538. The circuit noise values are referred to a receiving system with a receiving loudness rating (RLR)\ =\ 0\ dB.
  1539. .nr PS 9
  1540. .RT
  1541. .ad r
  1542. \fBTable 1\(hy1 [T1.3],\fR 
  1543. .sp 1P
  1544. .RT
  1545. .ad b
  1546. .RT
  1547. .LP
  1548. .bp
  1549. .PP
  1550. These anchor points were selected to be well separated but within the range 
  1551. of conditions which are likely to be included in a test. The rating values 
  1552. are such that most connections will have positive ratings between\ 40 
  1553. and\ 100. Transmission ratings for other combinations of loudness rating and
  1554. circuit noise are relative to those for these two anchor points.
  1555. .PP
  1556. This Section presents the 
  1557. transmission rating models
  1558. in terms of overall loudness rating of an overall connection in dB, circuit 
  1559. noise in 
  1560. dBmp referred to the input of a receiving system with a receiving loudness
  1561. rating (RLR)\ =\ 0\ dB, loudness rating of the talker echo path in\ dB, and
  1562. round\(hytrip delay of the talker echo path in milliseconds. Annex\ A illustrates 
  1563. representative opinion results. 
  1564. .RT
  1565. .sp 2P
  1566. .LP
  1567. 1.2
  1568.     \fITransmission rating models\fR 
  1569. .sp 1P
  1570. .RT
  1571. .sp 1P
  1572. .LP
  1573. 1.2.1
  1574.     \fIOverall loudness rating and circuit noise\fR 
  1575. .sp 9p
  1576. .RT
  1577. .PP
  1578. The transmission rating model for overall loudness rating and
  1579. circuit noise is
  1580. \v'6p'
  1581. .RT
  1582. .ce 1000
  1583. \fIR
  1584. \dLN
  1585. \u\fR = \(em26.76 \(em 2.257
  1586. @ sqrt { \fIL\fR~`~\fI~\de\u\fR~\(em~8.2) \u2\d~+~1 } @  \(em  2.0294 \fIN\fR `
  1587. \fI
  1588. \dF
  1589. \u\fR + 1.751 \fIL\fR `
  1590. \fI
  1591. \de\u\fR + 0.02037
  1592. \fIL\fR `
  1593. \fI
  1594. \de\u\fR \fIN\fR `
  1595. \fI
  1596. \dF
  1597. \u\fR 
  1598. .ce 0
  1599. .ad r
  1600. (1\(hy1)
  1601. .ad b
  1602. .RT
  1603. .LP
  1604. .sp 1
  1605. .LP
  1606. where
  1607. .LP
  1608.     \fIL\fR `
  1609. \fI\fI\d\fIe\fR\u    is the OLR of an overall
  1610. telephone connection (in\ dB).
  1611. .LP
  1612.     \fIN\fR `
  1613. \fI\fI\d\fIF\fR\u is the total effective noise (in dBmp) referred to a 
  1614. receiving system with a 0\ dB RLR. The total effective noise is obtained 
  1615. by the power addition of the circuit noise, \fIN\fR ` 
  1616. \fI\fI\d\fIc\fR\u, the
  1617. circuit noise equivalent, \fIN\fR `
  1618. \fI\fI\d\fIR\fR\\d\fIe\fR\u, of the room noise and the circuit noise equivalent, 
  1619. \fIN\fR ` 
  1620. \fI\fI\d\fIQ\fR\\d\fIe\fR\u, of the
  1621. quantizing noise.
  1622. .LP
  1623.     \fIN\fR `
  1624. \fI\fI\d\fIc\fR\u    is the circuit noise (in dBmp) referred to a
  1625. receiving system with a 0\ dB RLR.
  1626. .LP
  1627.     \fIN\fR `
  1628. \fI\fI\d\fIR\fR\\d\fIe\fR\u is the circuit noise equivalent (in dBmp) of 
  1629. the room noise referred to a receiving system with a 0\ dB RLR. (See \(sc\ 
  1630. 1.2.2.) 
  1631. .LP
  1632.     \fIN\fR `
  1633. \fI\fI\d\fIQ\fR\\d\fIe\fR\u is the circuit noise equivalent (in dBmp) of 
  1634. the quantizing noise referred to receiving system with a 0\ dB RLR. (See 
  1635. \(sc\ 1.2.3.)
  1636. .PP
  1637. Transmission rating as a function of the OLR and circuit noise is shown 
  1638. in Figure\ 1\(hy1. This figure uses a value of 
  1639. \fIN\fR `
  1640. \fI\fI\d\fIR\fR\\d\fIe\fR\u\ =\ \(em58.63\ dBmp. Bandwidth factor, \fIk\fR\d\fIB\fR\\d\fIW\fR\u, 
  1641. defined in \(sc\ 1.2.4 is equal to unity. 
  1642. .sp 1P
  1643. .LP
  1644. 1.2.2
  1645.     \fICircuit noise equivalent of the room noise\fR 
  1646. .sp 9p
  1647. .RT
  1648. .PP
  1649. The transmission rating model for the circuit noise equivalent,
  1650. \fIN\fR `
  1651. \fI
  1652. \dRe
  1653. \u\fR \ (in\ dBmp), of the room noise is
  1654. \v'6p'
  1655. .RT
  1656. .ce 1000
  1657. \fIN\fR `
  1658. \fI
  1659. \dRe
  1660. \u\fR = \fIN
  1661. \dR\u\fR \(em 121 + 0.0078 (\fIN
  1662. \dR\u\fR \(em 35)
  1663. \u2\d
  1664. + 10 log
  1665. \d10
  1666. \u 
  1667. @ left [ 1~+~10~~\u { ~\(em~\fIL\fR~`~\fI~\ds\u\fR } over { 0 } \d right ] @ 
  1668. .ce 0
  1669. .ad r
  1670. (1\(hy2)
  1671. \v'7p'
  1672. .ad b
  1673. .RT
  1674. .LP
  1675. .sp 1
  1676. where
  1677. .LP
  1678.     \fIN\fR\d\fIR\fR\u    is the room noise in dB(A) at the listening end
  1679. .LP
  1680.     \fIL\fR `
  1681. \fI\fI\d\fIs\fR\u is the sidetone masking rating (in\ dB) of the listening 
  1682. end telephone set sidetone path 
  1683. .PP
  1684. The circuit noise equivalent, \fIN\fR `
  1685. \fI
  1686. \dRe
  1687. \u\fR ,  is plotted as a function of room noise in Figure\ 1\(hy2.
  1688. .PP
  1689. \fINote\fR \ \(em\ The transmission rating model for loudness rating and 
  1690. circuit noise is normally used with 
  1691. \v'6p'
  1692. .RT
  1693. .ce 1000
  1694. \fIN\fR `
  1695. \fI
  1696. \dRe
  1697. \u\fR = \(em58.63 dBmp.
  1698. .ce 0
  1699. .ad r
  1700. (1\(hy3)
  1701. .ad b
  1702. .RT
  1703. .PP
  1704. .sp 1
  1705. This value was determined from analysis of the conversational
  1706. tests results from which the transmission rating model for the overall 
  1707. loudness rating and circuit noise was originally formulated. 
  1708. .bp
  1709. .LP
  1710. .rs
  1711. .sp 24P
  1712. .ad r
  1713. \fBFigure\ 1\(hy1, p. 
  1714. .sp 1P
  1715. .RT
  1716. .ad b
  1717. .RT
  1718. .LP
  1719. .rs
  1720. .sp 23P
  1721. .ad r
  1722. \fBFigure 1\(hy2, p.\fR 
  1723. .sp 1P
  1724. .RT
  1725. .ad b
  1726. .RT
  1727. .LP
  1728. .bp
  1729. .sp 1P
  1730. .LP
  1731. 1.2.3
  1732.     \fICircuit noise equivalent of quantizing noise\fR 
  1733. .sp 9p
  1734. .RT
  1735. .PP
  1736. The transmission rating model for the circuit noise equivalent
  1737. \fIN\fR `
  1738. \fI\fI\d\fIQ\fR\\d\fIe\fR\u(in dBmp) of quantizing noise is
  1739. \v'6p'
  1740. .RT
  1741. .ce 1000
  1742. \fIN\fR `
  1743. \fI\fI\d\fIQ\fR\\d\fIe\fR\u= \fIV\fR \ \(em\ 2\ \(em\ SNR
  1744. .ce 0
  1745. .ad r
  1746. (1\(hy4)
  1747. .ad b
  1748. .RT
  1749. .LP
  1750. .sp 1
  1751. where
  1752. .LP
  1753.     \fIV\fR     is the active speech level (in dBM) referred to a receiving
  1754. system with a 0\ dB RLR,
  1755. .LP
  1756. and
  1757. .LP
  1758.     SNR
  1759.     is the signal\(hyto\(hycircuit noise ratio (in\ dB) which is
  1760. judged to provide speech quality equivalent to the
  1761. speech\(hyto\(hyspeech correlated noise ratio, \fIQ\fR (in\ dB), as
  1762. determined by a Modulated Noise Reference Unit
  1763. (see Recommendation\ P.81).
  1764. .PP
  1765. SNR can be approximated by
  1766. \v'6p'
  1767. .ce 1000
  1768. SNR = 2.36 \fIQ\fR \ \(em\ 8
  1769. .ce 0
  1770. .ad r
  1771. (1\(hy5)
  1772. .ad b
  1773. .RT
  1774. .LP
  1775. .sp 1
  1776. from which
  1777. \v'6p'
  1778. .ce 1000
  1779. \fIN\fR `
  1780. \fI\fI\d\fIQ\fR\\d\fIe\fR\u= \fIV\fR \ \(em\ 2.36 \fIQ\fR \ +\ 6
  1781. .ce 0
  1782. .ad r
  1783. (1\(hy6)
  1784. .ad b
  1785. .RT
  1786. .PP
  1787. .sp 1
  1788. Based on a 1975\(hy1976 Speech Level Survey, [12] the speech level
  1789. for domestic North American connections can be approximated by
  1790. \v'6p'
  1791. .sp 1P
  1792. .ce 1000
  1793. \fIV\fR = \(em9 \(em\ \fIL\fR `
  1794. \fI\fI\d\fIe\fR\u
  1795. .ce 0
  1796. .sp 1P
  1797. .LP
  1798. .sp 1
  1799. from which
  1800. \v'6p'
  1801. .ce 1000
  1802. \fIN\fR `
  1803. \fI\fI\d\fIQ\fR\\d\fIe\fR\u= \(em3\ \(em\ \fIL\fR `
  1804. \fI\fI\d\fIe\fR\u\ \(em
  1805. 2.36\ \fIQ\fR 
  1806. .ce 0
  1807. .ad r
  1808. (1\(hy7)
  1809. .ad b
  1810. .RT
  1811. .LP
  1812. .sp 1
  1813. .PP
  1814. Estimates of \fIQ\fR  | or single codec pairs are given below for
  1815. Pulse Code Modulation (PCM), Nearly\(hyInstantaneous Compandored modulation
  1816. (NIC), Adaptive Differential Pulse Code Modulation (ADPCM) and Adaptive
  1817. Delta Modulation (ADM). They apply to the particular algorithms described 
  1818. in References\ [7] and\ [9]. 
  1819. .ad r
  1820.     PCM:
  1821.     \fIQ\fR \ =\ 0.78\ \fIL\fR \ \(em\ 12.9
  1822. (1\(hy8)
  1823. .ad b
  1824. .RT
  1825. .ad r
  1826.         NIC:
  1827.     \fIQ\fR \ =\ 0.74\ \fIL\fR \ \(em\ \ 2.8
  1828. (1\(hy9)
  1829. .ad b
  1830. .RT
  1831. .ad r
  1832.         ADM:
  1833.     \fIQ\fR \ =\ 0.42\ \fIL\fR \ +\ \ 8.6
  1834. (1\(hy10)
  1835. .ad b
  1836. .RT
  1837. .ad r
  1838.     \fI\fR 
  1839.     ADPCM:
  1840.     \fIQ\fR \ =\ 0.98\ \fIL\fR \ \(em\ \ 5.3
  1841. (1\(hy11)
  1842. .ad b
  1843. .RT
  1844. .ad r
  1845.         ADPCM\(hyV:
  1846.     \fIQ\fR \ =\ 1.04\ \fIL\fR \ \(em\ \ 4.6
  1847. (1\(hy12)
  1848. .ad b
  1849. .RT
  1850. .LP
  1851.     
  1852. where
  1853. .LP
  1854.     \fIL\fR     is the line bit rate in kbit/s.
  1855. .PP
  1856. \fINote\fR \ \(em\ The ADPCM algorithm with fixed predictor is described 
  1857. in Reference\ [13]. The ADPCM\(hyV algorithm with adaptive predictor is 
  1858. described in Reference\ [9]. 
  1859. .PP
  1860. For connections with tandem codec pairs, the total \fIQ\fR  | an be
  1861. estimated as follows:
  1862. \v'6p'
  1863. .RT
  1864. .ce 1000
  1865. \fIQ\fR = \(em15 log
  1866. \d10
  1867. \u 
  1868. @ left [  pile { fIn\fR above sum above \fIi\fR~=1 } 10~\u\(em { fIQ~\di\u\fR } over { 5 } \d right ] @ 
  1869. .ce 0
  1870. .ad r
  1871. (1\(hy13)
  1872. \v'8p'
  1873. .ad b
  1874. .RT
  1875. .LP
  1876. .sp 1
  1877. .sp 1P
  1878. .LP
  1879. 1.2.4
  1880.     \fIBandwidth and attenuation distortion\fR 
  1881. .sp 9p
  1882. .RT
  1883. .PP
  1884. The transmission rating model for overall loudness rating and
  1885. circuit noise can be modified to include the effects of bandwidth (and
  1886. attenuation distortion). The transmission rating,
  1887. \fIR\fR \s6\fILNBW\fR .PS 10
  1888. , for overall loudness rating, circuit
  1889. noise and bandwidth is
  1890. \v'6p'
  1891. .RT
  1892. .ce 1000
  1893. \fIR\fR \s6\fILNBW\fR .PS 10
  1894. = (\fIR\fR\d\fIL\fR\\d\fIN\fR\u\ \(em\ 22.8)
  1895. \fIk\fR\d\fIB\fR\\d\fIW\fR\u\ +\ 22.8
  1896. .RT
  1897. .ce 0
  1898. .ad r
  1899. (1\(hy14)
  1900. .ad b
  1901. .RT
  1902. .LP
  1903. .sp 1
  1904. .bp
  1905. .LP
  1906. where
  1907. \v'6p'
  1908. .ad r
  1909.      \fIk\fR\d\fIB\fR\\d\fIW\fR\u\ =\ \fIk\fR\d1\u\fIk\fR\d2\u\fIk\fR\d3\u\fIk\fR\d4\u(1\(hy15) 
  1910. .ad b
  1911. .RT
  1912. .LP
  1913.     .sp 1
  1914. .LP
  1915. with
  1916. \v'6p'
  1917. .ad r
  1918.     \fIk\fR\d1\u\ =\ 1\ \(em\ 0.00148 (\fIF\fR\d\fIl\fR\u\ \(em\ 310)
  1919. (1\(hy16)
  1920. .ad b
  1921. .RT
  1922. .ad r
  1923.     
  1924.     \fIk\fR\d2\u\ =\ 1\ +\ 0.000429 (\fIF\fR\d\fIu\fR\u\ \(em\ 3200)
  1925. (1\(hy17)
  1926. .ad b
  1927. .RT
  1928. .ad r
  1929.     
  1930.      \fIk\fR\d3\u\ =\ 1\ +\ 0.0372 (\fIS\fR\d\fIl\fR\u\ \(em\ 2)\ +\ 0.00215 
  1931. (\fIS\fR\d\fIl\fR\u\ \(em\ 2)\u2\d 
  1932. (1\(hy18)
  1933. .ad b
  1934. .RT
  1935. .ad r
  1936.     
  1937.      \fIk\fR\d4\u\ =\ 1\ +\ 0.0119 (\fIS\fR\d\fIu\fR\u\ \(em\ 3)\ \(em\ 0.000532 
  1938. (\fIS\fR\d\fIu\fR\u 
  1939. \(em\ 3)\u2\d \(em 0.00336\ (\fIS\fR\d\fIu\fR\u\(em 3)\ (\fIS\fR\d\fIl\fR\u\(em 
  1940. 2) 
  1941. (1\(hy19)
  1942. .ad b
  1943. .RT
  1944. .LP
  1945.     
  1946. .sp 1
  1947. and
  1948. .LP
  1949.      \fIF\fR\d\fIl\fR\u, \fIF\fR\d\fIu\fR\u is the lower and upper band limits 
  1950. (in Hz) at which the acoustic\(hyto\(hyacoustic response is 10\ dB lower 
  1951. than the 
  1952. response at 1000\ Hz. (For \fIF\fR\d\fIu\fR\u\ >\ 3200\ Hz, a value of
  1953. 3200\ Hz should be used.)
  1954. .LP
  1955.      \fIS\fR\d\fIl\fR\u, \fIS\fR\d\fIu\fR\u is the lower and upper inband 
  1956. response slopes (in dB/octave) below and above 1000\ Hz, respectively, 
  1957. which would 
  1958. have the same loudness loss as the actual response shapes.
  1959. .PP
  1960. Figures 1\(hy3 and 1\(hy4 illustrate the effect of the band limits,
  1961. \fIF\fR\d\fIl\fR\uand \fIF\fR\d\fIu\fR\u, and inband slopes, \fIS\fR\d\fIl\fR\uand 
  1962. \fIS\fR\d\fIu\fR\u, on the bandwidth factor, \fIk\fR\d\fIB\fR\\d\fIW\fR\u. 
  1963. .PP
  1964. \fINote\fR \ \(em\ The functions for the bandwidth factor, \fIk\fR\d\fIB\fR\\d\fIW\fR\u, 
  1965. have been selected such that \fIk\fR\d\fIB\fR\\d\fIW\fR\u\ =\ 1 when \fIF\fR\d\fIl\fR\u\ 
  1966. =\ 310\ Hz, 
  1967. \fIF\fR\d\fIu\fR\u\ =\ 3200\ Hz, \fIS\fR\d\fIl\fR\u\ =\ 2\ dB/octave and 
  1968. \fIS\fR\d\fIu\fR\u\ =\ 3\ dB/octave. These 
  1969. response characteristics are rep
  1970. resentative of those used in the tests to
  1971. formulate the transmission rating model for overall loudness rating and 
  1972. circuit noise. 
  1973. .RT
  1974. .LP
  1975. .rs
  1976. .sp 28P
  1977. .ad r
  1978. \fBFigure\ 1\(hy3, p.\fR 
  1979. .sp 1P
  1980. .RT
  1981. .ad b
  1982. .RT
  1983. .LP
  1984. .bp
  1985. .LP
  1986. .rs
  1987. .sp 31P
  1988. .ad r
  1989. \fBFigure\ 1\(hy4, p.\fR 
  1990. .sp 1P
  1991. .RT
  1992. .ad b
  1993. .RT
  1994. .sp 1P
  1995. .LP
  1996. 1.2.5
  1997.     \fIListener echo\fR 
  1998. .sp 9p
  1999. .RT
  2000. .PP
  2001. The transmission rating model for listener echo is
  2002. \v'6p'
  2003. .RT
  2004. .ce 1000
  2005. \fIR
  2006. \dLE
  2007. \u\fR = 9.3 (\fIWEPL\fR + 7) (\fID
  2008. \dL\u\fR \(em 0.4)
  2009. \u\(em0.229
  2010. \d
  2011. .ce 0
  2012. .ad r
  2013. (1\(hy20)
  2014. .ad b
  2015. .RT
  2016. .LP
  2017. .sp 1
  2018. where
  2019. .LP
  2020.     \fIWEPL\fR     is the Weighted Listener Echo Path Loss (in dB)
  2021. and
  2022. \v'6p'
  2023. .ce 1000
  2024. \fIWEPL\fR = \(em20 log
  2025. \d10
  2026. \u
  2027. [Unable to Convert Formula]
  2028. @ pile { 400 above int above 200 } @ 
  2029. 10
  2030. \u\(em
  2031. @ { fIEPL\fR ( \fIf\fR ) } over { 0 } @ 
  2032. \d d
  2033. \fIf\fR 
  2034. .ce 0
  2035. .ad r
  2036. (1\(hy21)
  2037. \v'1P'
  2038. \v'2p'
  2039. .ad b
  2040. .RT
  2041. .LP
  2042. .sp 1
  2043. .LP
  2044.     \fIEPL\fR (
  2045. \fIf\fR )
  2046.     is the echo path loss (in dB) as a
  2047. function of frequency in Hz.
  2048. .LP
  2049.     \fID\fR\d\fIL\fR\u    is the round\(hytrip listener echo path delay in
  2050. milliseconds.
  2051. .PP
  2052. Transmission rating, \fIR\fR\d\fIL\fR\\d\fIE\fR\u, as a function of the
  2053. weighted echo path loss and listener echo\(hypath delay is shown in
  2054. Figure\ 1\(hy5.
  2055. .bp
  2056. .LP
  2057. .rs
  2058. .sp 37P
  2059. .ad r
  2060. \fBFigure\ 1\(hy5, p.\fR 
  2061. .sp 1P
  2062. .RT
  2063. .ad b
  2064. .RT
  2065. .PP
  2066. The transmission rating for listener echo, \fIR\fR\d\fIL\fR\\d\fIE\fR\u, 
  2067. can be combined with the transmission rating for overall loudness rating 
  2068. and 
  2069. circuit noise to give an overall transmission rating as follows:
  2070. \v'6p'
  2071. .ce 1000
  2072. \fIR
  2073. \dLNLE
  2074. \u\fR = 
  2075. [Unable to Convert Formula]
  2076. [Unable to Convert Formula]
  2077. .ce 0
  2078. .ad r
  2079. (1\(hy22)
  2080. \v'7p'
  2081. .ad b
  2082. .RT
  2083. .PP
  2084. .sp 1
  2085. Figure 1\(hy6 provides curves generated by means of the above
  2086. relationship for transmission rating as a function of weighted listener echo
  2087. path loss and listener echo path delay in a connection with an overall 
  2088. loudness rating of 16\ dB and a circuit noise of \(em56\ dBmp referred 
  2089. to a RLR of 
  2090. 0\ dB.
  2091. .bp
  2092. .LP
  2093. .rs
  2094. .sp 27P
  2095. .ad r
  2096. \fBFigure\ 1\(hy6, p. 
  2097. .sp 1P
  2098. .RT
  2099. .ad b
  2100. .RT
  2101. .PP
  2102. \fINote\fR \ \(em\ The preceding material is based on the use of a specific 
  2103. set of test results and the listener echo model of Reference\ [4]. Subsequently, 
  2104. new test results were reported in References\ [5] and\ [6] which also described 
  2105. studies of the two sets of tests results to see if a single model could 
  2106. be 
  2107. recommended. In general, the agreement between the two sets of results was
  2108. good. However, the newer results had lower opinion ratings at delays less 
  2109. than about 3\ ms. A conservative approach was to revise the original model 
  2110. to 
  2111. provide lower ratings at low delays while retaining the more critical
  2112. predictions at higher values of delay. The following equation (1\(hy20a) 
  2113. provides a satisfactory replacement for equation (1\(hy20) which accomplishes 
  2114. this 
  2115. goal.
  2116. \v'6p'
  2117. .ce 1000
  2118. \fIR
  2119. \dLE
  2120. \u\fR = 10.5 (\fIWEPL\fR + 7) (\fID
  2121. \dL\u\fR + 1)
  2122. \u\(em0.25
  2123. \d
  2124. .ce 0
  2125. .ad r
  2126. (1\(hy20a)
  2127. .ad b
  2128. .RT
  2129. .LP
  2130. .sp 1
  2131. .PP
  2132. Reference [6] also proposed that Weighted Echo Path Loss (WEPL) in the 
  2133. original model be replaced by Scaled Weighted Echo Path Loss (SWEPL). The 
  2134. proposal defined 
  2135. \v'6p'
  2136. .sp 1P
  2137. .ce 1000
  2138. \fIWEPL\fR = \fISM\fR + \fISF\fR 
  2139. .ce 0
  2140. .sp 1P
  2141. .LP
  2142. .sp 1
  2143. where
  2144. .LP
  2145.     \fISM\fR     is the singing margin,
  2146. .LP
  2147.     \fISF\fR     is the shape factor
  2148. .LP
  2149. and then defined
  2150. \v'6p'
  2151. .sp 1P
  2152. .ce 1000
  2153. \fISWEPL\fR = \fISM\fR + \fISF\fR 
  2154. @ { fISM\fR } over { ~+~\fISM\fR } @ 
  2155. .ce 0
  2156. .sp 1P
  2157. .LP
  2158. .sp 1
  2159. .bp
  2160. .LP
  2161. Hence, like \fIWEPL\fR ,
  2162. .LP
  2163.     \fISWEPL\fR \ =\ \fISM\fR , if \fISF\fR = 0.
  2164. .LP
  2165. Also,
  2166. .LP
  2167.     \fISWEPL\fR \ \( =\ \fIWEPL\fR , for \fISM\fR >> 1.
  2168. .PP
  2169. The effect of the shape factor is reduced as \fISM\fR  | pproaches
  2170. zero. Thus, the shape effect is cut in half when \fISM\fR is equal to unity, 
  2171. and 
  2172. approaches zero as \fISM\fR approaches zero. This avoids the possibility of a
  2173. positive \fISWEPL\fR when singing margin has become negative. Although 
  2174. the use of \fISWEPL\fR instead of \fIWEPL\fR will cause little change in 
  2175. most practical situations with typical values of \fISM\fR , the concept 
  2176. is attractive in forcing the singing margin to be specifically taken into 
  2177. account and is easily accomplished by 
  2178. replacing \fIWEPL\fR by \fISWEPL\fR in equation (1\(hy20a).
  2179. .sp 1P
  2180. .LP
  2181. 1.2.6
  2182.     \fITalker echo\fR 
  2183. .sp 9p
  2184. .RT
  2185. .PP
  2186. The transmission rating model for talker echo is
  2187. \v'6p'
  2188. .RT
  2189. .ce 1000
  2190. \fIR
  2191. \dE\u\fR = 92.73 \(em 53.45 log
  2192. \d10
  2193. \u 
  2194. @ left [ $$1o1~+~\fID\fR~$$2u sqrt { 1~+~ left ( { fID\fR } over { 80 } right ) $$2x2 } $$2e right ] @ 
  2195. + 2.277 \fIE\fR 
  2196. .ce 0
  2197. .ad r
  2198. (1\(hy23)
  2199. \v'2P'
  2200. .ad b
  2201. .RT
  2202. .LP
  2203. .sp 1
  2204. .LP
  2205. where
  2206. .LP
  2207.     \fIE\fR     is the OLR (in dB) of the talker echo path
  2208. .LP
  2209.     \fID\fR     is the round\(hytrip talker echo path delay in
  2210. milliseconds.
  2211. .PP
  2212. Transmission rating as a function of talker echo path loss and
  2213. delay is shown in Figure\ 1\(hy7 and has been derived to exclude the effects of
  2214. circuit noise and OLR. Transformation of the talker echo test results, which
  2215. included selected values of OLR and circuit noise, to the transmission 
  2216. rating scale, was accomplished using the \fIR\fR\d\fIL\fR\\d\fIN\fR\umodel. 
  2217. .PP
  2218. The transmission rating model for the combined effects of OLR,
  2219. circuit noise, echo path loss and echo path delay is
  2220. \v'6p'
  2221. .ce 1000
  2222. \fIR
  2223. \dLNE
  2224. \u\fR = 
  2225. [Unable to Convert Formula]
  2226. [Unable to Convert Formula]
  2227. .ce 0
  2228. .ad r
  2229. (1\(hy24)
  2230. \v'7p'
  2231. .ad b
  2232. .RT
  2233. .PP
  2234. .sp 1
  2235. Figure 1\(hy8 shows curves generated by means of the above
  2236. relationship for the transmission rating as a function of talker echo path 
  2237. loss and delay in a connection with an OLR of 16\ dB and circuit noise 
  2238. of \(em56\ dBmp. 
  2239. .sp 1P
  2240. .LP
  2241. 1.2.7
  2242.     \fISidetone\fR 
  2243. .sp 9p
  2244. .RT
  2245. .PP
  2246. The transmission rating model for OLR, total effective noise and
  2247. talker echo can be modified to include the effects of sidetone. The
  2248. transmission rating, \fIR\fR\d\fIL\fR\\d\fIN\fR\\d\fIS\fR\\d\fIT\fR\u, 
  2249. for OLR, total 
  2250. effective noise and sidetone is
  2251. \v'6p'
  2252. .EF '%    \fI\(''
  2253. .OF '''\fI\(    %'
  2254. .RT
  2255. .ce 1000
  2256. \fIR\fR\d\fIL\fR\\d\fIN\fR\\d\fIS\fR\\d\fIT\fR\u= \fIK\fR\d\fIS\fR\\d\fIT\fR\u\fIR\fR\d\fIL\fR\\d\fIN\fR\u 
  2257. .EF '%    \fI\(''
  2258. .OF '''\fI\(    %'
  2259. .ce 0
  2260. .ad r
  2261. (1\(hy25)
  2262. .ad b
  2263. .RT
  2264. .LP
  2265. .sp 1
  2266. and for talker echo and sidetone is
  2267. \v'6p'
  2268. .ce 1000
  2269. \fIR\fR\d\fIE\fR\\d\fIS\fR\\d\fIT\fR\u= \fIR\fR\d\fIE\fR\u+ 2.6(12 \(em 
  2270. \fISL\fR ) \(em\fR 1.5(4.5 \(em \fISR\fR )\u2\d + 3.38. 
  2271. .EF '%    \fI\(''
  2272. .OF '''\fI\(    %'
  2273. .ce 0
  2274. .ad r
  2275. (1\(hy26)
  2276. .ad b
  2277. .RT
  2278. .LP
  2279. .sp 1
  2280. .LP
  2281. The sidetone factor, \fIK\fR\d\fIS\fR\\d\fIT\fR\u, is calculated from
  2282. \v'6p'
  2283. .ce 1000
  2284. \fIK\fR\d\fIS\fR\\d\fIT\fR\u= 1.021 \(em 0.002(\fISL\fR \(em 15)\u2\d +
  2285. 0.001(\fISR\fR \(em 2)\u2\d
  2286. (\fISL\fR \(em 15).
  2287. .ce 0
  2288. .ad r
  2289. (1\(hy27)
  2290. .ad b
  2291. .RT
  2292. .LP
  2293. .sp 1
  2294. .bp
  2295. .LP
  2296. .rs
  2297. .sp 24P
  2298. .ad r
  2299. \fBFigura 1\(hy7, p.\fR 
  2300. .sp 1P
  2301. .RT
  2302. .ad b
  2303. .RT
  2304. .LP
  2305. .rs
  2306. .sp 24P
  2307. .ad r
  2308. \fBFigura 1\(hy8, p.\fR 
  2309. .sp 1P
  2310. .RT
  2311. .ad b
  2312. .RT
  2313. .LP
  2314. .bp
  2315. .PP
  2316. \fISL\fR  | s the sidetone masking rating (in dB), \fISR\fR  | s the
  2317. sidetone response (in dB/octave) below 1\ kHz. (The sidetone response above
  2318. 1\ kHz is 1.5\ times greater.
  2319. .FS
  2320.     \fISidetone Response:\fR     \fIBelow 1 kHz\fR     \fIAbove 1 kHz\fR     \ 0
  2321.     \ 0
  2322. .PP
  2323.     +3.0
  2324.     +4.5
  2325. .PP
  2326.     +6.0
  2327.     +9.0
  2328. .FE
  2329. )
  2330. .PP
  2331. Figure 1\(hy9 shows curves obtained by determining
  2332. \fIR\fR\d\fIL\fR\\d\fIN\fR\\d\fIS\fR\\d\fIT\fR\u | and \fIR\fR\d\fIE\fR\\d\fIS\fR\\d\fIT\fR\u, 
  2333. then substituting 
  2334. these values for \fIR\fR\d\fIL\fR\\d\fIN\fR\uand \fIR\fR\d\fIE\fR\urespectively 
  2335. in 
  2336. equation\ (1\(hy24).
  2337. .EF '%    \fI\(''
  2338. .OF '''\fI\(    %'
  2339. .EF '%    \fI\(''
  2340. .OF '''\fI\(    %'
  2341. .RT
  2342. .sp 1P
  2343. .LP
  2344. 1.3
  2345.     \fISubjective opinion models\fR 
  2346. .sp 9p
  2347. .RT
  2348. .PP
  2349. Subjective opinion in terms of the proportion of ratings in each
  2350. of the five categories (E, G, F, P,\ U) for a condition having a given
  2351. transmission rating has been found to depend on various factors such as the
  2352. subject group, the range of conditions presented in a test, the year in 
  2353. which the test was conducted, and whether the test was conducted on conversations 
  2354. in a laboratory environment or on normal telephone calls. The proportion 
  2355. of 
  2356. comments Good plus Excellent (G\ +\ E) or Poor plus Unsatisfactory (P\ 
  2357. +\ U) can be computed from the following equations: 
  2358. \v'6p'
  2359. .RT
  2360. .ce 1000
  2361. G + E = 
  2362. [Unable to Convert Formula]
  2363. [Unable to Convert Formula]
  2364. \fIe\fR \u\(em
  2365. [Unable to Convert Formula]
  2366. \d d
  2367. \fIt\fR 
  2368. .ce 0
  2369. .ad r
  2370. (1\(hy28)
  2371. \v'1P'
  2372. \v'2p'
  2373. .ad b
  2374. .RT
  2375. .ce 1000
  2376. .sp 1
  2377. P + U = 
  2378. [Unable to Convert Formula]
  2379. @ pile { (em\(if above int above B } @ 
  2380. \fIe\fR \u\(em
  2381. [Unable to Convert Formula]
  2382. \d d
  2383. \fIt\fR 
  2384. .ce 0
  2385. .ad r
  2386. (1\(hy29)
  2387. \v'1P'
  2388. \v'2p'
  2389. .ad b
  2390. .RT
  2391. .LP
  2392. .sp 1
  2393. where A and B are given below for data bases of primary interest.
  2394. .PP
  2395. For each data base listed below, the relationship between the
  2396. subjective judgements and transmission rating is shown in Figure\ 1\(hy10.
  2397. .LP
  2398. \fIData Base\fR 
  2399. .FS
  2400. The three data bases reflect different relationships
  2401. between the transmission rating scale and opinion ratings as determined in
  2402. different tests as indicated below:
  2403. \fI1965 Murray Hill SIBYL Test\fR \ \(em\ Opinions on actual intra\(hybuilding
  2404. business calls.
  2405. \fICCITT Conversation Tests\fR \ \(em\ Composite model of opinion in laboratory
  2406. conversation tests reported to the CCITT
  2407. in the 1973\(hy1976 Study Period (see\ [3]).
  2408. \fILong Toll Interviews\fR \ \(em\ Opinions expressed by North American 
  2409. Telephone 
  2410. customers when interviewed following a call on a long toll
  2411. connection.
  2412. .FE
  2413. .LP
  2414.     \ \ \ \ \fIA\fR     \ \ \ \ \fIB\fR 
  2415. .LP
  2416. 1965 Murray Hill SIBYL Test
  2417.     (R\(hy64.07)/17.57
  2418.     (R\(hy51.87)/17.57
  2419. .LP
  2420.     CCITT Conversation Tests
  2421.     (R\(hy62)/15
  2422.     (R\(hy43)/15
  2423. .LP
  2424.     Long Toll Interviews
  2425.     (R\(hy51.5)/15.71
  2426.     (R\(hy40.98)/15.71
  2427. .LP
  2428. .sp 2P
  2429. .LP
  2430. \fB2\fR \fBPrediction of transmission qualities from objective measurements\fR 
  2431. \fI(Geneva,\ 1980; modified in Malaga\(hy\fR 
  2432. \fITorremolinos,\ 1984) (Quoted in\fR 
  2433. \fIRecommendation\ P.11)\fR (Contribution from British Telecom)
  2434. .FS
  2435. Formerly,
  2436. Supplement\ No.\ 4, \fIRed Book\fR .
  2437. .FE
  2438. .sp 1P
  2439. .RT
  2440. .sp 1P
  2441. .LP
  2442.     \fISummary\fR 
  2443. .sp 9p
  2444. .RT
  2445. .PP
  2446. British Telecom makes extensive use of a theoretical model for
  2447. predicting the 
  2448. transmission performance of telephone connections
  2449. . A
  2450. brief description is here given of the structure of this model, and of the
  2451. computer program CATNAP, which embodies a simplified form of the model for
  2452. routine use, together with facilities for specifying connections in a
  2453. convenient practical way.
  2454. .bp
  2455. .RT
  2456. .LP
  2457. .rs
  2458. .sp 47P
  2459. .ad r
  2460. \fBFigure 1\(hy9, p. 16\fR 
  2461. .sp 1P
  2462. .RT
  2463. .ad b
  2464. .RT
  2465. .LP
  2466. .bp
  2467. .LP
  2468. .rs
  2469. .sp 27P
  2470. .ad r
  2471. \fBFigure\ 1\(hy10, p.17\fR 
  2472. .sp 1P
  2473. .RT
  2474. .ad b
  2475. .RT
  2476. .sp 1P
  2477. .LP
  2478. 2.1
  2479.     \fITypes of model\fR 
  2480. .sp 9p
  2481. .RT
  2482. .PP
  2483. Question 7/XII [14] recognises two types of \*Qmodel\*U for predicting 
  2484. the performance of complete telephone connections in conversation. The 
  2485. first 
  2486. kind, exemplified in Section\ 1 of this supplement, involves purely empirical
  2487. treatment of basic observations, and might lead to a set of tables, graphs 
  2488. or relatively simple formulae, representing performance as a function of 
  2489. certain objective quantities. In a model of this type, where attention 
  2490. is focussed 
  2491. entirely on the correspondence between input (objective quantities)
  2492. and output (subjective performance), the \fIform\fR of the functions employed 
  2493. has no significance in itself. For convenience, simplicity is usually sought, 
  2494. but is obtained at the expense of generality. Interactions between different 
  2495. degradations are often difficult enough to treat in any case; but, besides, 
  2496. a purely empirical model must usually be completely revised when a new 
  2497. degradation is brought in. For example, suppose relationships have been
  2498. established between loss, noise and 
  2499. opinion score
  2500. for one particular
  2501. bandwidth: changing that bandwidth to a new constant value will necessitate 
  2502. a redetermination of the functions \(em not just a constant adjustment 
  2503. of the 
  2504. output. In short, it is unreasonable to expect that a purely empirical model
  2505. could have more than limited success in predicting performance.
  2506. .PP
  2507. Models of the second type (mentioned in [15]) are intended to overcome 
  2508. these disadvantages by making the structure of the evaluation process reflect 
  2509. the cause\(hyand\(hyeffect relationships which lead from the input (properties 
  2510. of the connection; acoustic environment; characteristics of the participants' 
  2511. hearing, speech sounds and language systems, etc.) to the output (participants' 
  2512. satisfaction or estimate of performance). Such a model is inherently more
  2513. complicated, and requires more work to develop initially, but can then be
  2514. extended and applied with much greater ease and confidence. Numerical
  2515. parameters may and do require revision as more reliable data become available, 
  2516. but the structure, if well chosen, will only rarely require major alterations. 
  2517. As a research tool, such a model is much more powerful in its capability 
  2518. of 
  2519. generating hypotheses to be tested than a collection of useful but arbitrary
  2520. formulae. As a planning or application tool, it lends itself easily to being
  2521. embodied in a computer program, to which readily available data (such as 
  2522. losses and line lengths) can be supplied as input. 
  2523. .bp
  2524. .RT
  2525. .LP
  2526. .sp 1P
  2527. .LP
  2528. 2.2
  2529.     \fIModel and programs: SUBMOD, CATPASS and CATNAP\fR 
  2530. .sp 9p
  2531. .RT
  2532. .PP
  2533. The model here described is of the more fundamental type. It
  2534. is intended to predict loudness judgements, listening\(hyeffort scores,
  2535. conversation\(hyopinion scores and vocal levels from objective information
  2536. supplied. It is embodied in a program called SUBMOD (mnemonic for SUBJECTIVE
  2537. MODEL) which accepts the overall frequency responses of the speech\(hytransmission 
  2538. paths as input, and makes provision for changing the parameters of the 
  2539. model in order to improve agreement between theory and observation. Reference\ 
  2540. [16] 
  2541. describes an earlier version of the same model.
  2542. .PP
  2543. In its present state of development the model deals fairly
  2544. successfully with the subjective effects of circuit loss,
  2545. attenuation\(hyfrequency distortion, circuit noise, quantizing noise, room 
  2546. noise, and sidetone paths, for a reasonably wide range of values of these 
  2547. characteristics in any combination. Effects of some other phenomena can 
  2548. also be approximately estimated, but are not yet incorporated in the model. 
  2549. No attempt has yet been made to cater for features such as voice\(hyswitching 
  2550. effects, or 
  2551. vocoding and other sophisticated schemes for reducing information rate. 
  2552. Compare the groups of factors listed in Question\ 7/XII\ [14]. 
  2553. .PP
  2554. The program CATPASS [16] \(em a mnemonic for COMPUTER\(hyAIDED TELEPHONY
  2555. PERFORMANCE ASSESSMENT \(em incorporated the same model in a simplified,
  2556. fixed\(hyparameter implementation, together with facilities for calculating the
  2557. sensitivity\(hyfrequency response of a complete connection formed by concatenating 
  2558. common pieces of apparatus such as telephones, cables, feeding bridges, 
  2559. junctions, and filters. It was similar to the system described in\ [17]
  2560. and\ [18], but the program was differently organized. However, CATPASS could
  2561. handle symmetrical connections only \(em that is, those for which transmission,
  2562. room noise, sidetone and all other relevant features were the same for both
  2563. participants. It was superseded by a program called CATNAP (COMPUTER\(hyAIDED
  2564. TELEPHONE NETWORK ASSESSMENT PROGRAM), which incorporated an extended form 
  2565. of the fixed\(hyparameter model, allowing asymmetry in the connections, 
  2566. as well as 
  2567. containing facilities for assembling performance statistics on sets of
  2568. connections. See\ [19].
  2569. .PP
  2570. CATNAP has been superseded in turn by CATNAP83, in which three main
  2571. changes have been made:
  2572. .RT
  2573. .LP
  2574.     a)
  2575.     minor improvements to the subjective model;
  2576. .LP
  2577.     b)
  2578.     calculation of loudness ratings according to
  2579. Recommendation\ P.79, instead of the provisional version P.XXE\ [20] which
  2580. (notwithstanding the statement made in the earlier version of this
  2581. Supplement\ [21]) was used for calculating loudness ratings in CATNAP;
  2582. .LP
  2583.     c)
  2584.      introduction of more flexibility to allow parameters such as the earphone 
  2585. coupling loss factor (\fIL\fR\d\fIE\fR\u) to depend on the particular type 
  2586. of handset. 
  2587. .sp 1P
  2588. .LP
  2589. 2.3
  2590.     \fISituation to be represented\fR 
  2591. .sp 9p
  2592. .RT
  2593. .PP
  2594. Let A and B denote two \*Qaverage\*U participants in a telephone
  2595. conversation over a link terminated in handset telephones, located in rooms
  2596. with no abnormal reverberation and with specified levels of room noise.
  2597. \*QAverage\*U is intended to convey that the participants have representative
  2598. hearing and speaking characteristics and a normal attitude towards telephone
  2599. facilities, so that their satisfaction with the telecommunication link 
  2600. may be measured by the 
  2601. mean Conversation Opinion Score
  2602. (\fIY\fR\d\fIC\fR\u) and the 
  2603. Percentage Difficulty
  2604. (%\fID\fR ) that would be obtained from a
  2605. conversation test, as described in Supplement\ No.\ 2. \fIY\fR\d\fIC\fR\ucan 
  2606. take any value between\ 4 and\ 0, the scale being: 4\ =\ EXCELLENT, 3\ 
  2607. =\ GOOD, 2\ =\ FAIR, 1\ =\ POOR, 0\ =\ BAD. %\fID\fR can of course take 
  2608. any value between 0 for the best connections and 100% for the worst. 
  2609. .PP
  2610. For a given connection, the quantities of chief interest are
  2611. \fIY\fR\d\fIC\fR\u, %\fID\fR  | and the speech level, for each participant. 
  2612. However, other useful auxiliary quantities are computed in the course of 
  2613. the evaluation, such as the loudness ratings of the various paths (calculated 
  2614. according to 
  2615. Recommendation\ P.79), and \fIY\fR\d\fIL\fR\\d\fIE\fR\u, the mean 
  2616. Listening Effort
  2617. Score
  2618. that would result from a listening opinion test conducted as outlined in\ 
  2619. Supplement\ No.\ 2. In a listening test of this type, lists of sentences 
  2620. at a standard input speech level are transmitted over the connection and 
  2621. the 
  2622. listener expresses an opinion, at a number of different listening levels, on
  2623. the \*Qlistening effort\*U according to the following scale:
  2624. .RT
  2625. .LP
  2626. \fIEffort required to understand the meanings of sentences\fR 
  2627. .LP
  2628. A
  2629.     Complete relaxation possible; no effort required
  2630. .LP
  2631. B
  2632.     Attention necessary; no appreciable effort required
  2633. .LP
  2634. C
  2635.     Moderate effort required
  2636. .LP
  2637. D
  2638.     Considerable effort required
  2639. .LP
  2640. E
  2641.     No meaning understood with any feasible effort.
  2642. .bp
  2643. .PP
  2644. The votes are scored A\ =\ 4, B\ =\ 3, C\ =\ 2, D\ =\ 1, E\ =\ 0, and
  2645. the mean taken over all listeners is called the Listening Effort Score,
  2646. \fIY\fR\d\fIL\fR\\d\fIE\fR\u, for each particular listening level and each 
  2647. circuit 
  2648. condition.
  2649. .PP
  2650. More detailed information about both conversation tests and listening tests 
  2651. may be found in\ [22], and also in Supplement\ No.\ 2. 
  2652. .RT
  2653. .sp 1P
  2654. .LP
  2655. 2.4
  2656.     \fIOutline of the model\fR 
  2657. .sp 9p
  2658. .RT
  2659. .PP
  2660. The model requires the following inputs:
  2661. .RT
  2662. .LP
  2663.     1)
  2664.     overall sensitivity\(hyfrequency characteristic of each
  2665. transmission path (talker's mouth to listener's ear via the
  2666. connection) and sidetone path (each talker's mouth to his own
  2667. ear). These sensitivities may be either measured by the method
  2668. described in Recommendation\ P.64 or calculated as explained in
  2669. Reference\ [17];
  2670. .LP
  2671.     2)
  2672.     noise spectrum and level at each listener's ear, composed
  2673. of noise arising in the circuit, room noise reaching the
  2674. listening ear direct, and room noise reaching the listening
  2675. ear via the sidetone path. In the absence of specific
  2676. measurements, standard noise spectra and levels are taken;
  2677. e.g.\ room noise with Hoth spectrum at 50\ dBA, circuit noise
  2678. with bandlimited spectrum at a specified psophometrically
  2679. weighted level;
  2680. .LP
  2681.     3)
  2682.     average speech spectrum and average threshold of hearing,
  2683. as given for example in\ [23].
  2684. .PP
  2685. From these data the 
  2686. loudness ratings
  2687. are calculated. With speech level fixed, \fIY\fR\d\fIL\fR\\d\fIE\fR\u | 
  2688. and a provisional value of \fIY\fR\d\fIC\fR\uare 
  2689. evaluated for each participant. The relationships between \fIY\fR\d\fIC\fR\uand 
  2690. speech 
  2691. level at each end are then used to refine the values of both, so that the 
  2692. final estimates represent performance at realistic conversational speech 
  2693. levels. 
  2694. .sp 1P
  2695. .LP
  2696. 2.5
  2697.     \fICalculation of\fR 
  2698. \fIloudness\fR \fIand\fR 
  2699. \fIloudness\fR 
  2700. \fIratings\fR 
  2701. .sp 9p
  2702. .RT
  2703. .PP
  2704. The model starts by setting the speech level emitted from each
  2705. talker to a standard value and calculating the resultant spectrum and level 
  2706. of both speech and noise at each listener's ear. The loudness of received 
  2707. speech is calculated as a function of signal level, noise level and threshold 
  2708. of 
  2709. hearing, integrated over the frequency range extending normally from 179\ to
  2710. 4472\ Hz (14\ bands, the lowest centred at 200\ Hz and the highest at 4000\ 
  2711. Hz). 
  2712. The loudness of the sidetone speech is calculated similarly, but with an
  2713. allowance for the additional masking effect of speech reaching the ear
  2714. naturally (via the air path and the bone\(hyconduction path). By comparison 
  2715. with the loudness of speech transmitted over an IRS ( 
  2716. Intermediate Reference
  2717. System
  2718. ), the loudness ratings of the various paths are evaluated:
  2719. SLR
  2720. , 
  2721. RLR
  2722. and 
  2723. STMR
  2724. for each end, and 
  2725. OLR
  2726. in each direction.
  2727. .PP
  2728. The method is described in [24], but is not given in detail here. The loudness 
  2729. part of the model is important in its own right [for example in the 
  2730. study of Question\ 19/XII\ [25]], but not closely connected with the rest 
  2731. of the model. The program outputs loudness ratings calculated according 
  2732. to 
  2733. Recommendation\ P.79, but also calculates a set of loudness ratings according 
  2734. to the earlier method\ [26] which are used for subsequent calculations. 
  2735. .RT
  2736. .sp 1P
  2737. .LP
  2738. 2.6
  2739.     \fICalculation of\fR 
  2740. \fIlistening effort score\fR 
  2741. .sp 9p
  2742. .RT
  2743. .PP
  2744. This part of the model is intended to reproduce the result that
  2745. would be obtained from a Listening Opinion Test.
  2746. .PP
  2747. It has been found possible to estimate \fIY\fR\d\fIL\fR\\d\fIE\fR\u | by 
  2748. a process 
  2749. similar to those already well known in calculating loudness and articulation
  2750. score. An intermediate quantity, Listening Opinion Index (LOI), is first
  2751. calculated as follows. Each elementary band in the frequency range contributes 
  2752. to LOI an amount proportional to the product 
  2753. \fIB\fR `
  2754. \fI\fI\d\fIf\fR\u\fIP\fR \ (\fIZ\fR\d\fIf\fR\u),
  2755. where \fIB\fR `
  2756. \fI\fI\d\fIf\fR\uis a frequency\(hyweighting factor expressing the
  2757. relative importance of that elementary
  2758. .bp
  2759. .PP
  2760. band for effortless
  2761. comprehension, and
  2762. \fIP\fR is a growth function applied to the sensation level\ \fIZ\fR (which 
  2763. has already been evaluated for the loudness calculation). The actual values 
  2764. of the 
  2765. frequency\(hyweightings differ somewhat from those used in loudness and
  2766. articulation calculations; the growth function is limited to the range\ 
  2767. 0 to\ 1 as in articulation, but the form used is: 
  2768. \v'6p'
  2769. .RT
  2770. .sp 1P
  2771. .ce 1000
  2772. \fIP\fR (\fIZ\fR ) = 10
  2773. \u
  2774. @ { fIZ\fR~+~3.8 } over { 0 } @ 
  2775. \d\ \ if \fIZ\fR < \(em11,
  2776. .ce 0
  2777. .sp 1P
  2778. .ce 1000
  2779. .sp 1
  2780. \fIP\fR (\fIZ\fR ) = 1 \(em 10
  2781. \u
  2782. @ { (em0.3 (\fIZ\fR~+~14) } over { 0 } @ 
  2783. \d\ \ otherwise.
  2784. .ce 0
  2785. .sp 1P
  2786. .PP
  2787. .sp 1
  2788. LOI is proportional to
  2789. \s16\(is
  2790. \s9\fIB\fR `
  2791. \fI\d\fIf\fR\u\fIP\fR (\fIZ\fR\d\fIf\fR\u)
  2792. d
  2793. \fIf\fR , but in practice the integral is replaced by a summation over 
  2794. a number of bands (normally 14), within each of which \fIZ\fR\d\fIf\fR\uand 
  2795. \fIB\fR `
  2796. \fI\fI\d\fIf\fR\uare reasonably constant, just as in the loudness
  2797. evaluation. The formula actually used is:
  2798. \v'6p'
  2799. .RT
  2800. .sp 1P
  2801. .ce 1000
  2802. LOI = \fIAD\fR @ pile { sum above \fIi\fR } @\fIB\fR `
  2803. \fI
  2804. \di\u\fR \fIP\fR (\fIZ
  2805. \di\u\fR )
  2806. .ce 0
  2807. .sp 1P
  2808. .LP
  2809. .sp 1
  2810. .LP
  2811. where
  2812. .LP
  2813.     \fIB\fR `
  2814. \fI\fI\d\fIi\fR\u    is the frequency weighting for the
  2815. \fIi\fR th\ band, (shown diagrammatically in Figure\ 2\(hy1),
  2816. .LP
  2817.     \fIZ\fR\d\fIi\fR\u    is the mean \fIZ\fR \ in the \fIi\fR \ th band,
  2818. .LP
  2819.     \fIP\fR     is the appropriate growth function (illustrated in
  2820. Figure\ 2\(hy2),
  2821. .LP
  2822.     \fIA\fR     is a multiplier depending on the received speech level,
  2823. with the value\ 1 for a small range of levels around the optimum
  2824. but decreasing rapidly outside this range (see Figure\ 2\(hy3 where the zero
  2825. abscissa now corresponds to OLR = 8\ dB (Recommendation\ P.XXE\ [20]) instead 
  2826. of 4\ dB as previously), 
  2827. .LP
  2828.     \fID\fR     is a multiplier depending on the received noise level
  2829. (ICN\(hyRLR) with a value decreasing slowly from\ 1 at negligible
  2830. noise levels towards\ 0 at very high levels (see Figure\ 2\(hy4).
  2831. .LP
  2832. .rs
  2833. .sp 22P
  2834. .ad r
  2835. \fBFigure\ 2\(hy1, p.\fR 
  2836. .sp 1P
  2837. .RT
  2838. .ad b
  2839. .RT
  2840. .LP
  2841. .bp
  2842. .LP
  2843. .rs
  2844. .sp 24P
  2845. .ad r
  2846. \fBFigure\ 2\(hy2, p.\fR 
  2847. .sp 1P
  2848. .RT
  2849. .ad b
  2850. .RT
  2851. .LP
  2852. .rs
  2853. .sp 24P
  2854. .ad r
  2855. \fBFigure\ 2\(hy3, p.\fR 
  2856. .sp 1P
  2857. .RT
  2858. .ad b
  2859. .RT
  2860. .LP
  2861. .bp
  2862. .LP
  2863. .rs
  2864. .sp 19P
  2865. .ad r
  2866. \fBFigure\ 2\(hy4, p.\fR 
  2867. .sp 1P
  2868. .RT
  2869. .ad b
  2870. .RT
  2871. .PP
  2872. Thus it is only for wide\(hyband, noise\(hyfree, distortion\(hyfree speech 
  2873. at optimum listening level that LOI attains its maximum value of 
  2874. unity.
  2875. .PP
  2876. The Listening Opinion Index is related to \fIY\fR\d\fIL\fR\\d\fIE\fR\u | 
  2877. in a manner 
  2878. which depends on the standard of transmission to which listeners have been
  2879. accustomed in their recent experience. It is found that the subjects' standard 
  2880. of judgement is influenced mostly by the best circuit condition experienced 
  2881. in the current experiment, or, in real calls, by the quality of the best 
  2882. connections normally experienced. For example, a circuit condition which 
  2883. earns a score of almost 4 in an experiment where it is the best condition, 
  2884. would earn a score of perhaps only 3 if a practically perfect condition 
  2885. were included in the same experiment, and about 3.5 if the best condition 
  2886. in the same experiment were equivalent in performance to the best connection 
  2887. that can normally occur in the British Telecom system. A parameter\ LOI 
  2888. \s6LIM
  2889. .PS 10
  2890. ,
  2891. introduced to cater for this effect, specifies the value of LOI that
  2892. corresponds to maximum \fIY\fR\d\fIL\fR\\d\fIE\fR\u; it is generally set 
  2893. equal to 0.885 
  2894. when connections are being judged against a background of experience with 
  2895. the British Telecom network. The relationship in general terms is 
  2896. \v'6p'
  2897. .RT
  2898. .sp 1P
  2899. .ce 1000
  2900. ln
  2901. @ left ( { fIY~\dLE~\u\fR } over { ~\(em~\fIY~\dLE~\u\fR } right ) @ 
  2902. = 1.465 
  2903. @ left [ ln left ( { OI } over { OI~\dLIM~\u~\(em~LOI } right ) \(em~0.75~ right ] @ 
  2904. .ce 0
  2905. .sp 1P
  2906. .LP
  2907. .sp 1
  2908. as shown in Figure\ 2\(hy5. This brings us to the point where \fIY\fR\d\fIL\fR\\d\fIE\fR\u | 
  2909. has been evaluated for each participant as a function of listening level\ 
  2910. \(em in 
  2911. particular, at the listening level established for each participant when the
  2912. other speaks at Reference Vocal Level (RVL), defined in\ [27].
  2913. .sp 1P
  2914. .LP
  2915. 2.7
  2916.     \fICalculation of\fR 
  2917. \fIConversation Opinion Score\fR 
  2918. .sp 9p
  2919. .RT
  2920. .PP
  2921. In order to convert a value of \fIY\fR\d\fIL\fR\\d\fIE\fR\u | at the appropriate 
  2922. listening level to the corresponding value of Conversation Opinion Score
  2923. (\fIY\fR\d\fIC\fR\u), it is necessary to take account of deviations of 
  2924. mean vocal 
  2925. level from RVL.
  2926. .PP
  2927. The symbol \fIV\fR\d\fIL\fR\u | is used to denote the electrical speech 
  2928. level in dBV at the output of a sending end when the acoustic level at 
  2929. the input (mouth reference point) is RVL. During conversation, a different 
  2930. level (\fIV\fR\d\fIC\fR\u) will generally prevail at the same point, because 
  2931. participants tend to raise 
  2932. their voices if incoming speech is faint or poor in quality and to lower 
  2933. them if incoming speech is loud. In other words, \fIV\fR\d\fIC\fR\uat end\ 
  2934. \fIA\fR depends on 
  2935. \fIY\fR\d\fIL\fR\\d\fIE\fR\uat end\ \fIA\fR , which depends on \fIV\fR\d\fIC\fR\uat 
  2936. end B, which depends on 
  2937. \fIY\fR\d\fIL\fR\\d\fIE\fR\uat end \fIB\fR , which depends in turn on \fIV\fR\d\fIC\fR\uat 
  2938. end \fIA\fR . Thus there is a circular dependence or feedback effect. 
  2939. .bp
  2940. .RT
  2941. .LP
  2942. .rs
  2943. .sp 21P
  2944. .ad r
  2945. \fBFigure\ 2\(hy5, p.\fR 
  2946. .ad b
  2947. .RT
  2948. .PP
  2949. The sidetone paths introduce complications when STMR < | 3\ dB
  2950. (besides contributing noise from the environment to the receiving channel as
  2951. already explained). Other things being equal, each talker's vocal level goes
  2952. down by almost 1\ dB for every 3\ dB decrease in STMR below 13\ dB, and this of
  2953. course further modifies the opinion scores and speech levels at both ends by
  2954. virtue of the feedback effect.
  2955. .PP
  2956. In addition to this, very high sidetone levels are experienced as
  2957. unpleasant \fIper\ se\fR , particularly when the connection is poor for other
  2958. reasons.
  2959. .PP
  2960. This complex interrelationship is found to be reasonably well
  2961. represented by the following equations.
  2962. .RT
  2963. .LP
  2964.     \fIY\fR `
  2965. \fI
  2966. \dC\u\fR \ is an intermediate quantity explained
  2967. below.
  2968. \v'6p'
  2969. .ce 1000
  2970. ln
  2971. @ left ( { fIY\fR~`~\fI~\dC\u\fR } over { ~\(em~\fIY\fR~`~\fI~\dC\u\fR } right ) @ 
  2972. = 0.7
  2973. @ left [ ln left ( { fIY~\dLE~\u\fR } over { ~\(em~\fIY~\dLE~\u\fR } right ) ~+~0.5~\(em~ {  (13~\(em~STMR) } over { 0 } left ( { ~\(em~\fIY~\dLE~\u\fR } over { fIY~\dLE~\u\fR } right ) $$2x2 right ] @ 
  2974. .ce 0
  2975. .ad r
  2976. (2\(hy1)
  2977. \v'7p'
  2978. .ad b
  2979. .RT
  2980. .ce 1000
  2981. .sp 1
  2982. \fIV
  2983. \dC\u\fR \(em \fIV
  2984. \dL\u\fR = 4.0 \(em 2.1 \fIY\fR `
  2985. \fI
  2986. \dC\u\fR \(em 0.3 K (13 \(em STMR)
  2987. .ce 0
  2988. .ad r
  2989. (2\(hy2)
  2990. .ad b
  2991. .RT
  2992. .LP
  2993. .sp 1
  2994. .ce 1000
  2995. ln
  2996. @ left ( { fIY~\dC\u\fR } over { ~\(em~\fIY~\dC\u\fR } right ) @ 
  2997. = 0.8451
  2998. ln
  2999. @ left ( { fIY\fR~`~\fI~\dC\u\fR } over { ~\(em~\fIY\fR~`~\fI~\dC\u\fR } right ) @ 
  3000. \(em 0.2727
  3001. .ce 0
  3002. .ad r
  3003. (2\(hy3)
  3004. \v'7p'
  3005. .ad b
  3006. .RT
  3007. .LP
  3008. .sp 1
  3009. where
  3010. .LP
  3011.     K\ =\ 1 if STMR <\ 13,
  3012. .LP
  3013.     K\ =\ 0 otherwise.
  3014. .PP
  3015. By substituting in equation (2\(hy1) the value of \fIY\fR\d\fIL\fR\\d\fIE\fR\u | 
  3016. already found for end\ A \(em which would apply for \fIV\fR\d\fIC\fR\u\ 
  3017. =\ \fIV\fR\d\fIL\fR\uat end B\ \(em 
  3018. one obtains a first approximation to \fIY\fR `
  3019. \fI
  3020. \dC\u\fR , then from
  3021. equation\ (2\(hy2) an approximation to \fIV\fR\d\fIC\fR\uat end A. The 
  3022. earlier calculations are repeated with this speech level to find a new 
  3023. value of \fIY\fR\d\fIL\fR\\d\fIE\fR\uat 
  3024. end\ B, hence an approximation to \fIY\fR `
  3025. \fI
  3026. \dC\u\fR and \fIV\fR\d\fIC\fR\uat end\ B. This
  3027. process is repeated cyclically until each \fIY\fR `
  3028. \fI
  3029. \dC\u\fR converges to a
  3030. settled value, and then equations (2\(hy1) and (2\(hy2) are simultaneously
  3031. satisfied.
  3032. .PP
  3033. Figure 2\(hy6 shows the form of the resultant relationship between
  3034. \fIY\fR\d\fIL\fR\\d\fIE\fR\u | and \fIY\fR `
  3035. \fI
  3036. \dC\u\fR ,  for two different values of STMR,
  3037. with \fIV\fR\d\fIC\fR\uat its proper value. The transformation [equation 
  3038. (2\(hy3)], 
  3039. illustrated in Figure\ 2\(hy7, is then applied to the intermediate score
  3040. \fIY\fR `
  3041. \fI
  3042. \dC\u\fR , to give the estimated Conversation Opinion Score
  3043. \fIY\fR\d\fIc\fR\u, which is shown as a function of \fIY\fR\d\fIL\fR\\d\fIE\fR\uin 
  3044. Figure\ 2\(hy8.
  3045. .bp
  3046. .RT
  3047. .LP
  3048. .rs
  3049. .sp 24P
  3050. .ad r
  3051. \fBFigure 2\(hy6, p.\fR 
  3052. .sp 1P
  3053. .RT
  3054. .ad b
  3055. .RT
  3056. .LP
  3057. .rs
  3058. .sp 24P
  3059. .ad r
  3060. \fBFigures 2\(hy7 and 2\(hy8, p.\fR 
  3061. .sp 1P
  3062. .RT
  3063. .ad b
  3064. .RT
  3065. .LP
  3066. .bp
  3067. .sp 1P
  3068. .LP
  3069. 2.8
  3070.     \fIEvaluation of other subjective measures of performance\fR 
  3071. .sp 9p
  3072. .RT
  3073. .PP
  3074. Relationships have been developed for various dichotomies of the
  3075. opinion scale \(em such as proportion of votes greater than\ 2 (i.e.\ votes
  3076. \*QExcellent\*U or \*QGood\*U) \(em and for the percentage of positive 
  3077. replies to the 
  3078. \*QDifficulty\*U question (Supplement\ No.\ 2).
  3079. .PP
  3080. For example, percentage \*QDifficulty\*U is represented by the
  3081. equation
  3082. \v'6p'
  3083. .RT
  3084. .sp 1P
  3085. .ce 1000
  3086. ln 
  3087. @ left ( { fID\fR } over { ~\(em~\fID\fR } right ) @ 
  3088. = \(em2.3
  3089. ln
  3090. @ left ( { fIY~\dC\u\fR } over { ~\(em~\fIY~\dC\u\fR } right ) @ 
  3091. .ce 0
  3092. .sp 1P
  3093. .LP
  3094. .sp 1
  3095. where
  3096. .LP
  3097.     \fID\fR \ \(mu\ 100\ =\ %\fID\fR .
  3098. .PP
  3099. However, these relationships are satisfactory only for certain
  3100. kinds of degradation and are still under review.
  3101. .sp 1P
  3102. .LP
  3103. 2.9
  3104.     \fICorrespondence between calculated and observed values\fR 
  3105. .sp 9p
  3106. .RT
  3107. .PP
  3108. For symmetrical connections, provided very high sidetone levels and very 
  3109. high room noise levels are excluded, the model reproduces fairly well 
  3110. the results of laboratory conversation tests carried out in the U.K. In the
  3111. most recent laboratory tests there is a tendency for speech levels and hence
  3112. opinion scores to be somewhat lower than those observed earlier, but the
  3113. relativities between circuit conditions are not much disturbed by this. 
  3114. It is believed, but not yet fully established, that approximately the same 
  3115. relativities hold good for other populations of subjects \(em in particular, 
  3116. for the population of ordinary telephone users accustomed to the British 
  3117. Telecom 
  3118. system \(em even though different absolute values of scores may be obtained 
  3119. from other populations of subjects or by using different experimental 
  3120. procedures.
  3121. .PP
  3122. Comparatively few results are available from experiments on
  3123. asymmetrical connections, but such evidence as there is indicates that the
  3124. model predicts too much divergence between the two ends of the connection \(em
  3125. especially in respect of \fIV\fR\d\fIC\fR\u, less so in respect of \fIY\fR\d\fIC\fR\u. 
  3126. It is proposed to introduce a feedback feature to reduce the divergence 
  3127. between 
  3128. the two \fIV\fR\d\fIC\fR\uvalues, but care will be needed not to reduce 
  3129. the \fIY\fR\d\fIC\fR\u 
  3130. divergence too far as a result of this. HRC\ 4 in Annex\ A gives an example of
  3131. CATNAP calculations for a set of connections with asymmetrical losses: 
  3132. compare these predictions with Reference\ [30] there quoted. 
  3133. .PP
  3134. Predictions of \fIY\fR\d\fIC\fR\u | and \fIV\fR\d\fIC\fR\u | from both 
  3135. CATNAP83 have been 
  3136. compared with the results of a number of conversation experiments conducted 
  3137. in the U.K. since\ 1976. The degree of agreement is summed up in 
  3138. Table\ 2\(hy1.
  3139. .RT
  3140. .ce
  3141. \fBH.T. [T2.3]\fR 
  3142. .ce
  3143. TABLE\ 2\(hy1
  3144. .ce
  3145. \fBComparison of observed (O) and predicted (P) results for two
  3146. .ce
  3147. models\fR 
  3148. .ps 9
  3149. .vs 11
  3150. .nr VS 11
  3151. .nr PS 9
  3152. .TS
  3153. center box;
  3154. cw(36p) | cw(60p) | cw(36p) | cw(24p) sw(24p) sw(24p) sw(24p) , ^  | ^  | ^  | c s | c 
  3155. ^  | ^  | ^  | c | c | c | c.
  3156. Program    Types of connection    No. of conversations    Deviations (O\ \(em\ P)
  3157.             Mean    r.m.s.    \fIV\fI    \fIY\fI    \fIV\fI    \fIY\fI
  3158. _
  3159. .T&
  3160. cw(36p) | lw(60p) | cw(36p) | cw(24p) | cw(24p) | cw(24p) | cw(24p) .
  3161. CATNAP\ \     Symmetrical only    680    \(em0.8    \(em0.29    4.1    0.41
  3162. .T&
  3163. cw(36p) | lw(60p) | cw(36p) | cw(24p) | cw(24p) | cw(24p) | cw(24p) .
  3164. CATNAP\ \     Symmetrical and asymmetrical    883    \(em1.0    \(em0.22    3.8    0.38
  3165. .T&
  3166. cw(36p) | lw(60p) | cw(36p) | cw(24p) | cw(24p) | cw(24p) | cw(24p) .
  3167. CATNAP83    Symmetrical only    680    \(em0.2    \(em0.02    4.0    0.26
  3168. .T&
  3169. cw(36p) | lw(60p) | cw(36p) | cw(24p) | cw(24p) | cw(24p) | cw(24p) .
  3170. CATNAP83    Symmetrical and asymmetrical    883    \(em0.4    +0.14    3.8    0.44
  3171. _
  3172. .TE
  3173. .nr PS 9
  3174. .RT
  3175. .ad r
  3176. \fBTable 2\(hy1 [T2.3], p.\fR 
  3177. .sp 1P
  3178. .RT
  3179. .ad b
  3180. .RT
  3181. .LP
  3182. .bp
  3183. .PP
  3184. It will be seen that the improvement in \fIY\fR\d\fIC\fR\u | as predicted 
  3185. for symmetrical connections has been achieved at the cost of a slight increase 
  3186. in the r.m.s. deviation of \fIY\fR\d\fIC\fR\uwhen asymmetrical connections 
  3187. are included. But in view of the further alterations expected to be needed 
  3188. for the adequate 
  3189. prediction of the performance of asymmetrical connections, it is appropriate
  3190. at the present stage to be guided mainly by the results for symmetrical
  3191. connections.
  3192. .sp 2P
  3193. .LP
  3194. 2.10
  3195.     \fIIncorporating miscellaneous degradations\fR 
  3196. .sp 1P
  3197. .RT
  3198. .sp 1P
  3199. .LP
  3200. 2.10.1
  3201.     \fIPCM quantizing distortion\fR 
  3202. .sp 9p
  3203. .RT
  3204. .PP
  3205. Reference [28] describes a method for handling the effects of
  3206. quantizing distortion in PCM systems. It is there established that a
  3207. quantity\ \fIQ\fR , effective speech\(hyto\(hyquantization\(hynoise ratio 
  3208. in dB, can be 
  3209. evaluated for any specified type of PCM system as a function of input speech
  3210. level. It has been found that the subjective effect of a given value of 
  3211. \fIQ\fR can be approximated by that of a level of continuous circuit noise 
  3212. \fIG\fR \ dB below the speech level, where 
  3213. \v'6p'
  3214. .RT
  3215. .sp 1P
  3216. .ce 1000
  3217. \fIG\fR \ =\ 1.07\ +\ 0.285\ \fIQ\fR \ +\ 0.0602\ \fIQ\fR \u2\d.
  3218. .ce 0
  3219. .sp 1P
  3220. .PP
  3221. .sp 1
  3222. Thus for a connection involving PCM links, one must include an
  3223. evaluation of equivalent noise level in the iterative process that determines 
  3224. \fIV\fR\d\fIC\fR\u: each successive approximation to \fIV\fR\d\fIC\fR\uleads 
  3225. to a new value 
  3226. for \fIQ\fR , hence to a new value for \fIG\fR , and hence to a new contribution 
  3227. to the circuit noise to be taken into account in calculating the new value 
  3228. of 
  3229. \fIY\fR\d\fIL\fR\\d\fIE\fR\u. In practice these modifications have negligible 
  3230. effect 
  3231. unless the speech level at the input to the PCM system falls below about
  3232. \(em25\ dBV, or the circuit noise at the same point is very high, or the speech
  3233. input level is so high (say > | (em5\ dBV) that appreciable peak limiting
  3234. occurs.
  3235. .sp 1P
  3236. .LP
  3237. 2.10.2
  3238.     \fISyllabic companding\fR 
  3239. .sp 9p
  3240. .RT
  3241. .PP
  3242. The case of a 2:1 syllabic compandor can be simply handled by
  3243. finding a subjectively equivalent continuous noise level.
  3244. .PP
  3245. Let \fIS\fR  | be the speech level at the input to the compressor, and 
  3246. \fIN\fR  | be the noise level (psophometrically weighted) arising between 
  3247. the compressor and expander, both in dB relative to unaffected level. The 
  3248. resultant levels at the output of the expander will then be as given in 
  3249. Table\ 2\(hy2. 
  3250. .RT
  3251. .LP
  3252. .sp 1
  3253. .ce
  3254. \fBH.T. [T3.3]\fR 
  3255. .ce
  3256. TABLE\ 2\(hy2
  3257. .ps 9
  3258. .vs 11
  3259. .nr VS 11
  3260. .nr PS 9
  3261. .TS
  3262. center box;
  3263. lw(120p) | cw(24p) | cw(42p) | cw(42p) .
  3264.     Speech    Noise while  speech present    Noise while  speech absent
  3265. _
  3266. .T&
  3267. lw(120p) | cw(24p) | cw(42p) | cw(42p) .
  3268. Level at compressor input    S    \(em    \(em
  3269. .T&
  3270. lw(120p) | cw(24p) | cw(42p) | cw(42p) .
  3271. Gain of compressor (dB)    \(emS/2    \(em    \(em
  3272. .T&
  3273. lw(120p) | cw(24p) | cw(42p) | cw(42p) .
  3274.  {
  3275. Level at compressor output and expander input
  3276.  }    \ S/2    N    N
  3277. .T&
  3278. lw(120p) | cw(24p) | cw(42p) | cw(42p) .
  3279. Gain of expander (dB)    \ S/2    S/2    N
  3280. .T&
  3281. lw(120p) | cw(24p) | cw(42p) | cw(42p) .
  3282. Level at expander output    S    N |  | /2    2N
  3283. .T&
  3284. lw(120p) | cw(24p) | cw(42p) | cw(42p) .
  3285.  {
  3286. Level at same point in absence of compander
  3287.  }    S    N    N
  3288. .T&
  3289. lw(120p) | cw(24p) | cw(42p) | cw(42p) .
  3290. Improvement    \(em    \(emS/2    \(emN
  3291. _
  3292. .TE
  3293. .nr PS 9
  3294. .RT
  3295. .ad r
  3296. \fBTable 2\(hy2 [T3.3], p.\fR 
  3297. .sp 1P
  3298. .RT
  3299. .ad b
  3300. .RT
  3301. .LP
  3302. .sp 1
  3303. .PP
  3304. Note that \fIS\fR  | and \fIN\fR  | are both normally negative, so that the
  3305. improvements are positive. Any noise present at the compressor input will be
  3306. present at the same level at the expander output, and will combine by power
  3307. addition with the other noise at the same point.
  3308. .bp
  3309. .PP
  3310. Subjectively equivalent performance is obtained by omitting the
  3311. compandor and substituting a continuous noise level satisfying the
  3312. condition:
  3313. .RT
  3314. .LP
  3315.     Total\ improvement
  3316.     =
  3317.     \ 1/3 (improvement in presence of speech) +
  3318. .LP
  3319. +2/3 (improvement in absence of speech)
  3320. .LP
  3321.     =
  3322.     \(em\fIS\fR /6 \(em 2\fIN\fR /3.
  3323. .LP
  3324. Hence
  3325. .LP
  3326.     equivalent\ noise\ level
  3327.     =
  3328.     \fIN\fR \(em improvement
  3329. .LP
  3330.     =
  3331.     \fIN\fR \ +\ \fIS\fR /6\ +\ 2\fIN\fR /3\ =\ \fIS\fR /6 +\ 5\fIN\fR /3.
  3332. .PP
  3333. This noise level is recalculated from \fIV\fR\d\fIC\fR\u | on each iteration 
  3334. and used to calculate the next value of \fIY\fR\d\fIL\fR\\d\fIE\fR\u. 
  3335. .sp 1P
  3336. .LP
  3337. 2.10.3
  3338.     \fIDelay and echo\fR 
  3339. .sp 9p
  3340. .RT
  3341. .PP
  3342. The audibility and objectionability of echo can be expressed
  3343. as a reasonably simple function of the delay and loudness rating of the
  3344. echo path, but the wider effects of echo and main\(hypath delay in disrupting
  3345. conversation can at present only be treated by \fIad hoc\fR estimation from the
  3346. known performance of circuit conditions in neighbouring parts of the range.
  3347. Steps are being taken to extend the model in this direction, account being
  3348. taken also of the interaction of delay and echo with sidetone and nonlinear
  3349. distortions.
  3350. .RT
  3351. .sp 1P
  3352. .LP
  3353. 2.10.4
  3354.     \fICrosstalk\fR 
  3355. .sp 9p
  3356. .RT
  3357. .PP
  3358. The loudness part of the model may be used to estimate the
  3359. audibility of crosstalk, at various attenuations, and hence to find the
  3360. attenuation required to reduce it to an inaudible level or to an acceptable
  3361. level.
  3362. .RT
  3363. .sp 1P
  3364. .LP
  3365. 2.11
  3366.     \fIPractical use of the model\fR 
  3367. .sp 9p
  3368. .RT
  3369. .PP
  3370. At the academic or research level, the chief use of a model of this kind 
  3371. is in promoting an understanding of the fundamentals of telecommunication 
  3372. between human beings, and in finding potential improvements in the techniques 
  3373. of telecommunication systems. 
  3374. .PP
  3375. At the practical level, the chief advantage of having the model
  3376. available is that it encodes the knowledge of the performance of telephone
  3377. connections in a very economical manner, obviating the need for large and
  3378. complex tabulations or graphs. For connections containing only the \*Qnatural\*U 
  3379. degradations, the program CATNAP greatly facilitates routine use of the 
  3380. model. The user of this program need not know anything about the theory 
  3381. beyond the 
  3382. meaning of the terms and symbols used, and need not normally make any special 
  3383. measurements. Connections are specified in terms of standard items and 
  3384. quantities, such as noise levels, telephones of particular types, lengths of
  3385. cable with stated resistance and capacitance per kilometre, and attenuators
  3386. with stated loss. Starting from these data, the program performs all the
  3387. necessary calculations and prints out loudness ratings, speech levels, and
  3388. opinion scores (\fIY\fR\d\fIL\fR\\d\fIE\fR\uand \fIY\fR\d\fIC\fR\u). More 
  3389. detail can be printed on request. 
  3390. .PP
  3391. It would of course be possible to construct a large table of results covering 
  3392. a wide range of connections, but the table would have to be either too 
  3393. large to be practical or else limited by making arbitrary fixed choices 
  3394. for 
  3395. many of the variables. In either case the advantage of having the model 
  3396. \(em that it holds the information in an economically coded form and releases 
  3397. only the 
  3398. required part on demand \(em would be lost.
  3399. .PP
  3400. CATNAP may also be used inversely. Suppose it is desired to find what value 
  3401. of some variable in a connection (the independent variable) will yield 
  3402. a given value of one of the dependent variables. By performing runs at 
  3403. different values of the independent variable one identifies a region within 
  3404. which the 
  3405. required value lies; one can then repeat the calculation at ever smaller
  3406. intervals until the required value is located with sufficient accuracy. For
  3407. example, where all features except the local line remain fixed, one can find
  3408. the line length (for the type of cable in question) that will yield values 
  3409. of OLR below some specified maximum, or values of \fIY\fR\d\fIC\fR\uabove 
  3410. some specified 
  3411. minimum. More than one independent variable could of course be adjusted, but
  3412. correspondingly more work would then be needed in order to find the
  3413. combinations that satisfied the criterion.
  3414. .PP
  3415. The usefulness of these facilities is evident.
  3416. .bp
  3417. .RT
  3418. .sp 2P
  3419. .LP
  3420. \fB3\fR \fBCalculation of transmission performance from objective measurements 
  3421. by the information index method\fR (Contribution by France) 
  3422. .sp 1P
  3423. .RT
  3424. .sp 1P
  3425. .LP
  3426. 3.1
  3427.     \fIIntroduction; type of model\fR 
  3428. .sp 9p
  3429. .RT
  3430. .PP
  3431. The information index theory is given in [31]. This quantity can be calculated 
  3432. from the results of objective measurements and some fundamental data on 
  3433. speech and hearing. Among the factors listed in Question\ 7/XII\ [32] the 
  3434. theory takes into account transmission loss, circuit noise, room noise,
  3435. attenuation/frequency distortion, sidetone and various distortions occuring 
  3436. in digital transmission (Question\ 18/XII). The effect of other types of 
  3437. nonlinear distortion is under study. 
  3438. .PP
  3439. The model used here belongs to the second type mentioned in [33] and in 
  3440. \(sc\ 2.1 of this Supplement, since it reflects de cause\(hyand\(hyeffect 
  3441. relationships between the input (properties of the connection considered,
  3442. acoustic environment, loudness properties of speech and hearing) and the 
  3443. output (mutual information transmitted between speaker and listener). This 
  3444. Section 
  3445. only describes the practical method for performing the computation of the
  3446. information index. As shown in\ [31] and also in Tables\ 3\(hy4 and\ 3\(hy7 
  3447. below, the values thus computed are strongly correlated with the results 
  3448. of subjective 
  3449. opinion tests carried out in several countries.
  3450. .RT
  3451. .sp 2P
  3452. .LP
  3453. 3.2
  3454.     \fIApplication to digital transmission\fR 
  3455. .sp 1P
  3456. .RT
  3457. .sp 1P
  3458. .LP
  3459. 3.2.1
  3460.     \fIDefinitions\fR 
  3461. .sp 9p
  3462. .RT
  3463. .PP
  3464. Table 3\(hy1 defines the various signal\(hyto\(hynoise ratios to be
  3465. considered (in\ dB).
  3466. .RT
  3467. .ce
  3468. \fBH.T. [T4.3]\fR 
  3469. .ce
  3470. TABLE\ 3\(hy1
  3471. .ps 9
  3472. .vs 11
  3473. .nr VS 11
  3474. .nr PS 9
  3475. .TS
  3476. center box;
  3477. cw(30p) sw(30p) | cw(120p) , c | c | ^ .
  3478. Notations    Definitions
  3479. See Note 1    See Note 2
  3480. _
  3481. .T&
  3482. cw(30p) | cw(30p) | lw(120p) .
  3483. \fIQ\fI    \fIQ\fR , \fIQ\fI     {
  3484. Signal\(hyto\(hynoise ratio, kept constant by a MNRU
  3485.  }
  3486. .T&
  3487. cw(30p) | cw(30p) | lw(120p) .
  3488. \fIQ\fI    \fIQ\fI     {
  3489. Segmental signal\(hyto\(hynoise or signal\(hyto\(hydistortion ratio (in dB) (mean of ratios computed over segments of 16 or 32 ms)
  3490.  }
  3491. .T&
  3492. cw(30p) | cw(30p) | lw(120p) .
  3493. \fIQ\fI         {
  3494. Ratio (in dB) of the mean signal power to mean noise or distortion power, for speech\(hycorrelated noise
  3495.  }
  3496. .TE
  3497. .LP
  3498. \fINote 1\fR
  3499. \ \(em\ Over the transmitted band.
  3500. .LP
  3501. \fINote 2\fR
  3502. \ \(em\ At frequency \fIf\fI .
  3503. .nr PS 9
  3504. .RT
  3505. .ad r
  3506. \fBTable 3\(hy1 [T4.3], p.\fR 
  3507. .sp 1P
  3508. .RT
  3509. .ad b
  3510. .RT
  3511. .PP
  3512. Let \fIs\fR  | be the original speech signal and \fIr\fR  | the reconstructed 
  3513. signal, we have: 
  3514. \v'6p'
  3515. .ce 1000
  3516. \fIQ\fR\d\fIP\fR\u= 10 log\d1\\d0\u
  3517. @ left [   int  fIs\fR~\u2\d~/  int  \fIs\fR~\(em~\fIr\fR )\u2\d right ] @  dB
  3518. .ce 0
  3519. .ad r
  3520. (3\(hy1)
  3521. \v'7p'
  3522. .ad b
  3523. .RT
  3524. .PP
  3525. .sp 1
  3526. If the sums are taken over an entire speech utterance, \fIQ\fR\d\fIp\fR\u | 
  3527. is not a satisfactory quality criterion; for a sampling frequency of 8\ 
  3528. kHz, we 
  3529. have:
  3530. \v'6p'
  3531. .ce 1000
  3532. \fIQ
  3533. \dseg
  3534. \u\fR =
  3535. [Unable to Convert Formula]
  3536. @ pile { fIM\fR~\(em1 above sum above \fIm\fR~=0 } @
  3537. 10 log\d1\\d0\u$$3o
  3538. @ pile { 28 above sum above \fIj\fR~=1 } @
  3539. \fIs\fR \u2\d (
  3540. \fIj\fR + 128 \fIm\fR )
  3541. $$3u
  3542. @ pile { 28 above sum above \fIj\fR~=1 } @
  3543. [\fIs\fR (
  3544. \fIj\fR + 128 \fIm\fR ) \(em
  3545. \fIr\fR (
  3546. \fIj\fR + 128 \fIm\fR )]\u2\d
  3547. $$3e dB
  3548. .ce 0
  3549. .ad r
  3550. (3\(hy2)
  3551. \v'1P'
  3552. \v'11p'
  3553. .ad b
  3554. .RT
  3555. .LP
  3556. .sp 1
  3557. where \fIM\fR  | is the number of 16 ms segments.
  3558. .bp
  3559. .PP
  3560. To determine \fIQ\fR\d\fIs\fR\u, the spectra of the signal, \fIs\fR  | 
  3561. and of the distortion (\fIs\fR \ \(em\ \fIr\fR ) are computed over 256\ 
  3562. samples of 32\ ms duration and divided into the appropriate frequency bands. 
  3563. Then the segmental 
  3564. signal\(hyto\(hydistortion ratio is computed in each band.
  3565. .sp 1P
  3566. .LP
  3567. 3.2.2
  3568.     \fIBasic formulas\fR 
  3569. .sp 9p
  3570. .RT
  3571. .PP
  3572. The 
  3573. information index
  3574. \fII\fR\d\fII\fR\u | (in dB), defined in [31],
  3575. is given by
  3576. \v'6p'
  3577. .RT
  3578. .ce 1000
  3579. \fII\fR\d\fII\fR\u= 
  3580. @ pile { sum above \fIj\fR } @ \fIB\fR\d\fIj\fR\u\(mu \fIV\fR\d\fIj\fR\u
  3581. .ce 0
  3582. .ad r
  3583. (3\(hy3)
  3584. \v'8p'
  3585. .ad b
  3586. .RT
  3587. .LP
  3588. .sp 1
  3589. with
  3590. \v'6p'
  3591. .ce 1000
  3592. \fIV\fR\d\fIj\fR\u= 
  3593. [Unable to Convert Formula]
  3594. .ce 0
  3595. .ad r
  3596. (3\(hy4)
  3597. \v'7p'
  3598. .ad b
  3599. .RT
  3600. .LP
  3601. .sp 1
  3602. .PP
  3603. \fIB\fR\d\fIj\fR\u | is the weight allocated to the band of rank\ \fIj\fR ;
  3604. \fIC\fR\d\fIj\fR\u\ =\ 10 log\d1\\d0\u(
  3605. \fIf\fR\d\fIj\fR\u/\(*D\fIf\fR\d\fIc\fR\u),
  3606. \(*D\fIf\fR\d\fIc\fR\u | being the 
  3607. critical bandwidth
  3608. .
  3609. .PP
  3610. Table 3\(hy2 gives the values of \fIB\fR\d\fIj\fR\u | and \fIC\fR\d\fIj\fR\u | 
  3611. for the bands 
  3612. which are used in the example of \(sc\ 3.2.4; they are reproduced in lines\ 70
  3613. and\ 80 of Appendix\ I. Values for ISO preferred frequencies (3rd\ octave 
  3614. spaced) from 0.1 to 8\ kHz are given in lines\ 180\(hy370 of Appendix\ 
  3615. II under columns\ BJ 
  3616. and\ CJ.
  3617. .RT
  3618. .LP
  3619. .sp 4
  3620. .ce
  3621. \fBH.T. [T5.3]\fR 
  3622. .ce
  3623. TABLE\ 3\(hy2
  3624. .ce
  3625. \fBFrequency weighting\fR 
  3626. .ps 9
  3627. .vs 11
  3628. .nr VS 11
  3629. .nr PS 9
  3630. .TS
  3631. center box;
  3632. cw(24p) | cw(84p) | cw(42p) | cw(42p) .
  3633. \fIj\fR     {
  3634. Equal articulation bands
  3635. Extreme frequencies (Hz)
  3636.  }    \fIB\fI  \(mu 10\u5\d    \fIC\fI  (dB)
  3637. _
  3638. .T&
  3639. cw(24p) | cw(42p) | cw(42p) | cw(42p) | cw(42p) .
  3640. \ 1    \  | 00    \  | 30    \ \ 5 | 57    4.1
  3641. .T&
  3642. cw(24p) | cw(42p) | cw(42p) | cw(42p) | cw(42p) .
  3643. \ 2    \  | 30    \  | 30    \ \ 4 | 33    5.6
  3644. .T&
  3645. cw(24p) | cw(42p) | cw(42p) | cw(42p) | cw(42p) .
  3646. \ 3    \  | 30    \  | 60    \ \ 6 | 82    6.4
  3647. .T&
  3648. cw(24p) | cw(42p) | cw(42p) | cw(42p) | cw(42p) .
  3649. \ 4    \  | 60    \  | 00    \ \ 7 | 97    6.9
  3650. .T&
  3651. cw(24p) | cw(42p) | cw(42p) | cw(42p) | cw(42p) .
  3652. \ 5    \  | 00    \  | 40    \ \ 6 | 46    7.4
  3653. .T&
  3654. cw(24p) | cw(42p) | cw(42p) | cw(42p) | cw(42p) .
  3655. \ 6    \  | 40    1 | 00    \ \ 6 | 22    7.8
  3656. .T&
  3657. cw(24p) | cw(42p) | cw(42p) | cw(42p) | cw(42p) .
  3658. \ 7    1 | 00    1 | 50    \ \ 5 | 85    8.0
  3659. .T&
  3660. cw(24p) | cw(42p) | cw(42p) | cw(42p) | cw(42p) .
  3661. \ 8    1 | 50    1 | 10    \ \ 5 | 00    8.0
  3662. .T&
  3663. cw(24p) | cw(42p) | cw(42p) | cw(42p) | cw(42p) .
  3664. \ 9    1 | 10    1 | 80    \ \ 5 | 73    8.2
  3665. .T&
  3666. cw(24p) | cw(42p) | cw(42p) | cw(42p) | cw(42p) .
  3667. 10    1 | 80    1 | 60    \ \ 5 | 17    8.2
  3668. .T&
  3669. cw(24p) | cw(42p) | cw(42p) | cw(42p) | cw(42p) .
  3670. 11    1 | 60    1 | 30    \ \ 4 | 17    8.2
  3671. .T&
  3672. cw(24p) | cw(42p) | cw(42p) | cw(42p) | cw(42p) .
  3673. 12    1 | 30    2 | 20    \ \ 4 | 06    8.2
  3674. .T&
  3675. cw(24p) | cw(42p) | cw(42p) | cw(42p) | cw(42p) .
  3676. 13    2 | 20    2 | 40    \ \ 5 | 73    8.2
  3677. .T&
  3678. cw(24p) | cw(42p) | cw(42p) | cw(42p) | cw(42p) .
  3679. 14    2 | 40    2 | 00    \ \ 5 | 61    8.2
  3680. .T&
  3681. cw(24p) | cw(42p) | cw(42p) | cw(42p) | cw(42p) .
  3682. 15    2 | 00    2 | 20    \ \ 6 | 10    8.2
  3683. .T&
  3684. cw(24p) | cw(42p) | cw(42p) | cw(42p) | cw(42p) .
  3685. 16    2 | 20    3 | 00    \ \ 6 | 86    8.1
  3686. _
  3687. .T&
  3688. lw(24p) | cw(84p) | cw(42p) | lw(42p) .
  3689.     TOTAL    102 | 58    
  3690. _
  3691. .TE
  3692. .nr PS 9
  3693. .RT
  3694. .ad r
  3695. \fBTable 3\(hy2 [T5.3], p.\fR 
  3696. .sp 1P
  3697. .RT
  3698. .ad b
  3699. .RT
  3700. .LP
  3701. .bp
  3702. .sp 1P
  3703. .LP
  3704. 3.2.3
  3705.      \fIRelations between signal\(hyto\(hynoise ratios in the case of digital\fR 
  3706. \fItransmission\fR 
  3707. .sp 9p
  3708. .RT
  3709. .PP
  3710. In the case of MNRUs with uniform or shaped noise, from the very
  3711. principle of their operation, \fIQ\fR\d\fIs\fR\u\ =\ \fIQ\fR\d\fIj\fR\uand 
  3712. Equation\ (3\(hy4) may be 
  3713. applied directly if \fIQ\fR\d\fIs\fR\uin each band is known.
  3714. .PP
  3715. For digital coders, the equivalence law in lines 150\(hy170 of
  3716. Appendix\ I is used. The law depends on two parameters, \fIK\fR\d1\uand
  3717. \fId\fR \ =\ \fIQ\fR\d\fIs\fR\\d\fIe\fR\\d\fIg\fR\u\ \(em\ \fIQ\fR\d\fIp\fR\u. 
  3718. Numerical computations have shown that this law is valid both for PCM (\fIK\fR\d1\u\ 
  3719. =\ 5.2; \fId\fR \ =\ 0) and for natural speech (\fIK\fR\d1\u\ =\ 5.2; \fId\fR 
  3720. \ =\ \(em5.3)\ [31]. The example of \(sc\ 3.2.4 shows that it gives 
  3721. consistent results for various types of coders.
  3722. .RT
  3723. .sp 1P
  3724. .LP
  3725. 3.2.4
  3726.     \fIProgram and example of application\fR 
  3727. .sp 9p
  3728. .RT
  3729. .PP
  3730. The program used is reproduced in Appendix I.
  3731. .PP
  3732. Table 3\(hy3 gives measured values of the signal\(hyto\(hynoise ratios 
  3733. defined above for MNRUs and for a variety of codecs, as well as the information 
  3734. index values computed from these results as the mean opinion scores (MOS) 
  3735. for 
  3736. listening determined in the CNET Laboratory\ [34].
  3737. .PP
  3738. Table 3\(hy4 shows the correlation of these MOS with the information
  3739. index (Table 3\(hy3) and with other objective measures of transmission
  3740. performance which have been proposed.
  3741. .RT
  3742. .sp 2P
  3743. .LP
  3744. 3.3
  3745.     \fIApplication to analogue transmission\fR 
  3746. .sp 1P
  3747. .RT
  3748. .sp 1P
  3749. .LP
  3750. 3.3.1
  3751.     \fIGeneral; use of the program\fR 
  3752. .sp 9p
  3753. .RT
  3754. .PP
  3755. The calculation of the information index, in the case of analogue transmission, 
  3756. will be explained with reference to the program reproduced as 
  3757. Appendix\ II. This applies to a connection composed of two telephone sets 
  3758. of the NTT\ 600 type (with 7\ dB subscriber lines), one SRAEN filter and 
  3759. a variable 
  3760. attenuation. Writing the corresponding program for other types of connection 
  3761. is discussed in \(sc\ 3.4. 
  3762. .PP
  3763. The program is used in the following way:
  3764. .RT
  3765. .LP
  3766.     a)
  3767.     enter RN, STMR, ICN\d0\u | as defined in lines 30\(hy60,
  3768. press\ \*QL\*U, enter OLR; read IN = information index
  3769. (listening);
  3770. .LP
  3771.     b)
  3772.     if \fII\fR\d\fIc\fR\u |
  3773. .FS
  3774. See Table 3\(hy5.
  3775. .FE
  3776. (information index under conversation conditions) is
  3777. required, press\ \*QC\*U; read IN = \fII\fR\d\fIc\fR\u;
  3778. .LP
  3779.     c)
  3780.     press \*QT\*U.
  3781. .sp 1P
  3782. .LP
  3783. 3.3.2
  3784.     \fIData\fR 
  3785. .sp 9p
  3786. .RT
  3787. .PP
  3788. Lines 170\(hy370 of the program.
  3789. .PP
  3790. Lines 180\(hy370 correspond to 1/3 octave spaced frequencies from 0.1 to
  3791. 8\ kHz.
  3792. .RT
  3793. .sp 1P
  3794. .LP
  3795. 3.3.2.1
  3796.     \fIBasic data\fR 
  3797. .sp 9p
  3798. .RT
  3799. .PP
  3800. These do not depend on the type of telephone set used.
  3801. .RT
  3802. .LP
  3803.     BK
  3804.     =
  3805.     Hearing threshold for continuous\(hyspectrum sounds
  3806. (\fIL\fR\d\fIs\fR\uin\ [31]) referred to ear reference point;
  3807. .LP
  3808.     S 
  3809.     =
  3810.     Spectrum density (long\(hyterm mean intensity) of speech
  3811. at the mouth reference point; S\ +\ 0.4\ dB corresponds
  3812. to a vocal level \(em4.7\ dB/1\ Pa;
  3813. .LP
  3814.     BJ
  3815.     =
  3816.     frequency weighting (see [31]);
  3817. .LP
  3818.     CJ
  3819.     =
  3820.     correction term in formula 3.4 giving \fIV\fR\d\fIj\fR\u.
  3821. .sp 1P
  3822. .LP
  3823. 3.3.2.2
  3824.     \fIElectroacoustic characteristics\fR 
  3825. .sp 9p
  3826. .RT
  3827. .PP
  3828. These depend on the connection considered.
  3829. .RT
  3830. .LP
  3831.     SRL
  3832.     = 
  3833.     Loss (send + receive) of the local system;
  3834. .LP
  3835.     D1
  3836.     =
  3837.     Loss of the line filter.
  3838. .bp
  3839. .ce
  3840. \fBH.T. [T6.3]\fR 
  3841. .ps 9
  3842. .vs 11
  3843. .nr VS 11
  3844. .nr PS 9
  3845. [Unable to Convert Table]
  3846. .LP
  3847. MNRUS
  3848. =\ MNRU with shaped noise
  3849. .LP
  3850. F
  3851. =\ ADPCM with fixed predictor
  3852. .LP
  3853. V
  3854. =\ ADPCM with variable predictor
  3855. .LP
  3856. SB
  3857. =\ Sub\(hyband coding
  3858. .nr PS 9
  3859. .RT
  3860. .ad r
  3861. \fBTable 3\(hy3 [T6.3],\ \ 
  3862. A L'ITALIENNE, p.\fR 
  3863. .sp 1P
  3864. .RT
  3865. .ad b
  3866. .RT
  3867. .LP
  3868. .bp
  3869. .ce
  3870. \fBH.T. [T7.3]\fR 
  3871. .ps 9
  3872. .vs 11
  3873. .nr VS 11
  3874. .nr PS 9
  3875. .TS
  3876. center box;
  3877. cw(342p) .
  3878. TABLE\ 3\(hy4
  3879. .T&
  3880. cw(342p) .
  3881.  {
  3882. \fBCorrelation between MOS and various objective measures of transmission
  3883. performance in the case of digital transmission\fR
  3884.  }
  3885. .TE
  3886. .TS
  3887. center box ;
  3888. cw(72p) | cw(30p) sw(24p) sw(30p) sw(24p) sw(30p) sw(24p) sw(30p) sw(24p) sw(30p) sw(24p) , ^  | c s | c | c s | c | c s 
  3889. ^  | c | c | c | c | c | c | c | c | c | c.
  3890. Objective measure  (Note)    Systems
  3891.     Group B  PCM, ADM, ADPCM\(hyF     {
  3892. Group A
  3893. same as B + ATC
  3894. APC \(em AB
  3895.  }     {
  3896. Group F
  3897. ADPCM\(hyF, ADPCM\(hyV
  3898.  }     {
  3899. Group E
  3900. same as F + sub\(hyband
  3901. coding
  3902.  }     {
  3903. Group D
  3904. same as E + MNRU
  3905. shaped MNRU
  3906.  }    R    S    R    S    R    S    R    S    R    S
  3907. _
  3908. .T&
  3909. lw(72p) | cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | lw(24p) .
  3910. \fIQ\fI  (SNR)    0.798    0.578    0.803    0.559    0.687    0.680    0.590    0.711    0.650    
  3911. .T&
  3912. lw(72p) | cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | lw(24p) .
  3913. \fIQ\fI  (SNR seg)    0.950    0.301    0.894    0.430    0.906    0.396    0.725    0.606    0.720    
  3914. .T&
  3915. lw(72p) | cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | lw(24p) .
  3916. \*QLog likelihood ratio\*U    0.943    0.213    0.924    0.341                        
  3917. .T&
  3918. lw(72p) | cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | lw(24p) .
  3919. Cepstrale distance    0.954    0.208    0.929    0.331                        
  3920. .T&
  3921. lw(72p) | cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | lw(24p) .
  3922. SRNF                                    0.884    
  3923. .T&
  3924. lw(72p) | cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) .
  3925. Information index                    0.994    0.101    0.993    0.102    0.976    0.175
  3926. .TE
  3927. .LP
  3928. \fINote\fR
  3929. \ \(em\ Notations from Table 3\(hy1; see also Contribution COM
  3930. XII\(hyNo. 8 (Study Period 1985\(hy1988).
  3931. .LP
  3932. SNRF
  3933. =\ \fIQ\fI
  3934.  | frequency weighted
  3935. .LP
  3936. R
  3937. =\ Correlation coefficient
  3938. .LP
  3939. S
  3940. =\ Standard deviation (in terms of MOS on a 0 to 4 or 1 to 5 scale)
  3941. .nr PS 9
  3942. .RT
  3943. .ad r
  3944. \fBTable 3\(hy4 [T7.3]\ \ 
  3945. A L'ITALIENNE, p.\fR 
  3946. .sp 1P
  3947. .RT
  3948. .ad b
  3949. .RT
  3950. .LP
  3951. .bp
  3952. .sp 1P
  3953. .LP
  3954. 3.3.2.3
  3955.     \fINoise components\fR 
  3956. .sp 9p
  3957. .RT
  3958. .PP
  3959. The following components (which depend on the connection) are
  3960. considered.
  3961. .RT
  3962. .LP
  3963.     BDFE
  3964.     =
  3965.     spectrum of far\(hyend room noise via far\(hyend
  3966. telephone set;
  3967. .LP
  3968.     BDCN
  3969.     =
  3970.     spectrum of circuit noise;
  3971. .LP
  3972.     BDST
  3973.     =
  3974.     spectrum of near\(hyend room noise via sidetone
  3975. path;
  3976. .LP
  3977.     BDEL
  3978.     =
  3979.     spectrum of near\(hyend room noise via earcap
  3980. leakage.
  3981. .PP
  3982. The data at lines 180\(hy370 correspond to a typical connection. They are:
  3983. .LP
  3984.     FE
  3985.     =
  3986.     BDFE computed for RN\ =\ 50\ dBA and an overall loudness
  3987. rating (OLR), according to Recommendation\ P.79, of
  3988. 5\ dB;
  3989. .LP
  3990.     CN
  3991.     =
  3992.     BDCN computed for ICN\d0\u\ =\ \(em60\ dBmp;
  3993. .LP
  3994.     ST
  3995.     =
  3996.     BDST computes for RN\ =\ 50\ dBA and STMR = 15\ dB;
  3997. .LP
  3998.     EL
  3999.     =
  4000.     BDEL computed for RN\ =\ 50\ dBA.
  4001. .PP
  4002. The computations were made [35] from the frequency characteristics given 
  4003. in\ [36], by a method similar to that used for deriving Table\ 3 from 
  4004. Table\ 2 in\ [33].
  4005. .sp 2P
  4006. .LP
  4007. 3.3.3
  4008.     \fIComputation of signal\(hyto\(hynoise ratios\fR 
  4009. .sp 1P
  4010. .RT
  4011. .sp 1P
  4012. .LP
  4013. 3.3.3.1
  4014.     \fILevel of the signal\fR 
  4015. .sp 9p
  4016. .RT
  4017. .PP
  4018. First, OLR is corrected if it is smaller than the optimum value
  4019. (see Appendix\ II, lines\ 100\(hy160). This optimum is determined by a 
  4020. subroutine 
  4021. (lines\ 720\(hy810) which is similar to the formulas of\ [38], but was 
  4022. adapted to 
  4023. the results of subjective opinion tests published in\ [36].
  4024. .RT
  4025. .sp 1P
  4026. .LP
  4027. 3.3.3.2
  4028.     \fISignal\(hyto\(hynoise ratio\fR  | (lines 425\(hy440)
  4029. .sp 9p
  4030. .RT
  4031. .PP
  4032. The power sum of the noise components is taken and the
  4033. signal\(hyto\(hynoise ratio\ \fIZ\fR\d\fIn\fR\uthus obtained.
  4034. .RT
  4035. .sp 1P
  4036. .LP
  4037. 3.3.3.3
  4038.     \fIEffect of thresholds\fR  | (lines 450\(hy480)
  4039. .sp 9p
  4040. .RT
  4041. .PP
  4042. \fIZ\fR\d\fIa\fR\u | is computed (see [31]) from which the equivalent
  4043. signal\(hyto\(hynoise ratio\ \fIZ\fR\d\fIe\fR\uis derived. The resultant\ 
  4044. \fIZ\fR is obtained by 
  4045. power summation of the noises corresponding to \fIZ\fR\d\fIn\fR\uand\ \fIZ\fR\d\fIe\fR\u. 
  4046. .RT
  4047. .sp 1P
  4048. .LP
  4049. 3.3.4
  4050.     \fIInformation index for a constant speech level, I\fI\d\fIL\fR\u
  4051. .sp 9p
  4052. .RT
  4053. .PP
  4054. The equivalence between \fIZ\fR  | and \fIQ\fR  | is derived from the values
  4055. under \*QJapan\*U in Table\ 1 of [37], then \fIV\fR  | is computed at each 
  4056. frequency 
  4057. (lines\ 650\(hy700) and IN for listening is obtained (lines\ 500\(hy550).
  4058. .RT
  4059. .sp 1P
  4060. .LP
  4061. 3.3.5
  4062.     \fIConversation information index\fR \fI, I\fI\d\fIc\fR\u
  4063. .sp 9p
  4064. .RT
  4065. .PP
  4066. First, speech power is modified to take into account the effect of sidetone 
  4067. when talking (lines\ 90 and\ 560\(hy610), as in \(sc\ 2.7 above. 
  4068. .PP
  4069. A second correction is added (line 620), as explained in [31]. The
  4070. application of the present model to 13\(hy2P\(hy27\(hytype telephone sets 
  4071. with the 
  4072. equivalence law mentioned under\ 3.3.4 gives:
  4073. \v'6p'
  4074. .RT
  4075. .sp 1P
  4076. .ce 1000
  4077. \fIV\fR\d\fIc\fR\u\(em \fIV\fR\d\fIL\fR\u= 9.87 \(em 0.4085 \fII\fR\d\fIL\fR\u
  4078. .ce 0
  4079. .sp 1P
  4080. .LP
  4081. .sp 1
  4082. .sp 1P
  4083. .LP
  4084. 3.3.6
  4085.     \fIExamples\fR 
  4086. .sp 9p
  4087. .RT
  4088. .PP
  4089. Table 3\(hy5 gives the MOS determined subjectively in two tests (one listening, 
  4090. one under conversation conditions) for the same conditions, reported in\ 
  4091. [36], and the information indexes computed for these conditions. 
  4092. .PP
  4093. Table 3\(hy6 gives the subjective MOS determined for various conditions 
  4094. of noise and the corresponding listening information indexes. 
  4095. .PP
  4096. Table 3\(hy7 shows the correlation between subjective MOS and the values 
  4097. of information index given in Table\ 3\(hy5 and Table\ 3\(hy6, as well 
  4098. as the results of similar calculations for 13\(hy2P\(hy27\(hytype telephone 
  4099. sets. 
  4100. .bp
  4101. .RT
  4102. .ce
  4103. \fBH.T. [T8.3]\fR 
  4104. .ce
  4105. TABLE\ 3\(hy5
  4106. .ce
  4107. \fBInformation index I for NTT 600\(hytype telephone sets (7 dB line) with
  4108. .ce
  4109. SRAEN filter,\fR 
  4110. .ce
  4111. \fBSTMR = 7.1 dB and opinion scores from tests
  4112. .ce
  4113. 2 and 6\fR 
  4114. .ps 9
  4115. .vs 11
  4116. .nr VS 11
  4117. .nr PS 9
  4118. .TS
  4119. center box;
  4120. cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) .
  4121. RN  (dBA)    CN  (dBmp)    ICN 0  (dBmp)    OLR  (dB)    \fIY\fI    \fII\fI  (dB)    \fIY\fI    \fII\fI  (dB)
  4122. _
  4123. .T&
  4124. cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) .
  4125. (1)    (2)    (3)    (4)    (5)    (6)    (7)    (8)
  4126. _
  4127. .T&
  4128. cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) .
  4129. 60    \(em62.1    \(em58.2    \ 1.4    3.13    23.48    2.94    23.27
  4130. .T&
  4131. cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) .
  4132.             11.4    2.5\     22.75    2.34    22.50
  4133. .T&
  4134. cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) .
  4135.             21.4    2.31    19.44    1.58    19.52
  4136. .T&
  4137. cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) .
  4138.             31.4    0.65    12.28    0.2\     15.13
  4139. .T&
  4140. cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) .
  4141. 60    \(em59.8    \(em55.9    \ 1.4    3.1\     23.52        
  4142. .T&
  4143. cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) .
  4144.             11.4    2.91    22.73        
  4145. .T&
  4146. cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) .
  4147.             21.4    1.75    19.35        
  4148. .T&
  4149. cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) .
  4150.             31.4    0.8\     12.02        
  4151. .T&
  4152. cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) .
  4153. 60    \(em55.8    \(em51.9    \ 1.4    2.83    23.59    2.99    23.38
  4154. .T&
  4155. cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) .
  4156.             11.4    2.75    22.65    2.39    22.39
  4157. .T&
  4158. cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) .
  4159.             21.4    1.79    19.03    1.28    19.20
  4160. .T&
  4161. cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) .
  4162.             31.4    0.5\     11.24    0.43    14.71
  4163. .T&
  4164. cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) .
  4165. 60    \(em51.4    \(em47.5    \ 1.4    3.06    23.66    3.08    23.43
  4166. .T&
  4167. cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) .
  4168.             11.4    2.24    22.44    2.17    22.16
  4169. .T&
  4170. cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) .
  4171.             21.4    1.05    18.27    1.29    18.64
  4172. .T&
  4173. cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) .
  4174.             31.4    0.09    \ 9.3\     0.22    14.11
  4175. .T&
  4176. cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) .
  4177. 60    \(em45.6    \(em41.7    \ 1.4    2.31    23.64    2.63    23.37
  4178. .T&
  4179. cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) .
  4180.             11.4    1.4\     21.67    1.73    21.39
  4181. .T&
  4182. cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) .
  4183.             21.4    0.64    16.2\     0.77    17.23
  4184. .T&
  4185. cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) | cw(30p) | cw(24p) .
  4186.             31.4    0.05    \ 5.57    0.13    12.08
  4187. .TE
  4188. .LP
  4189. \fIExplanation of columns\fR
  4190. .LP
  4191. (1)
  4192. Room noise, dBA
  4193. .LP
  4194. (2)
  4195. Circuit noise at input to receiving end, dBmp
  4196. .LP
  4197. (3)
  4198. ICN
  4199. 0 = CN + 3.9 dB
  4200. .LP
  4201. (4)
  4202. OLR (Rec. P.79)
  4203. .LP
  4204. (5)
  4205. Listening MOS (on a 0 to 4 scale), test 2 of
  4206. [36], p.\ 4\(hy4
  4207. .LP
  4208. Listening information index (position L of Appendix II)
  4209. .LP
  4210. Conversation MOS, test 6 of [36], p. 4\(hy9
  4211. .LP
  4212. Conversation opinion index (position C of
  4213. Appendix\ II)
  4214. .nr PS 9
  4215. .RT
  4216. .ad r
  4217. \fBTableau 3\(hy5 [T8.3], p. 32\fR 
  4218. .sp 1P
  4219. .RT
  4220. .ad b
  4221. .RT
  4222. .LP
  4223. .rs
  4224. .sp 8P
  4225. .ad r
  4226. Blanc
  4227. .ad b
  4228. .RT
  4229. .LP
  4230. .bp
  4231. .ce
  4232. \fBH.T. [T9.3]\fR 
  4233. .ce
  4234. TABLE\ 3\(hy6
  4235. .ce
  4236. \fBInformation index at listening for NTT 600\(hytype telephone sets (7 dB
  4237. .ce
  4238. line) with SRAEN filter,\fR 
  4239. .ce
  4240. \fBSTMR = 7.1 dB and listening
  4241. .ce
  4242. opinion score from test 4\fR 
  4243. .ps 9
  4244. .vs 11
  4245. .nr VS 11
  4246. .nr PS 9
  4247. .TS
  4248. center box;
  4249. cw(36p) | cw(42p) | cw(42p) | cw(36p) | cw(36p) | cw(36p) .
  4250. RN  (dBA)    CN  (dBmp)    ICN 0  (dBmp)    OLR  (dB)    \fIY\fI    \fII\fI  (dB)
  4251. _
  4252. .T&
  4253. cw(36p) | cw(42p) | cw(42p) | cw(36p) | cw(36p) | cw(36p) .
  4254. \ 0    \fB.\fR (see Note)     {
  4255. \(em100\fB.\ \fR
  4256. (see Note)
  4257.  }     {
  4258. \(em3.6
  4259. \ 1.4
  4260. \ 6.4
  4261. \ 11.4
  4262. \ 16.4
  4263. \ 21.4
  4264. \ 26.4
  4265. \ 31.4
  4266.  }     {
  4267. 2.30
  4268. 2.83
  4269. 3.26
  4270. 2.92
  4271. 2.59
  4272. 2.12
  4273. 1.89
  4274. 1.23
  4275.  }     {
  4276. 22.87
  4277. 23.40
  4278. 23.85
  4279. 23.55
  4280. 23.05
  4281. 22.45
  4282. 21.73
  4283. 20.91
  4284.  }
  4285. _
  4286. .T&
  4287. cw(36p) | cw(42p) | cw(42p) | cw(36p) | cw(36p) | cw(36p) .
  4288. 60    \(em55.8    \ \(em51.9     {
  4289. \(em3.6
  4290. \ 1.4
  4291. \ 6.4
  4292. \ 11.4
  4293. \ 16.4
  4294. \ 21.4
  4295. \ 26.4
  4296. \ 31.4
  4297.  }     {
  4298. 2.61
  4299. 2.94
  4300. 3.00
  4301. 2.38
  4302. 1.80
  4303. 1.41
  4304. 0.91
  4305. 0.44
  4306.  }     {
  4307. 22.78
  4308. 23.59
  4309. 23.51
  4310. 22.65
  4311. 21.24
  4312. 19.03
  4313. 15.95
  4314. 11.44
  4315.  }
  4316. _
  4317. .T&
  4318. cw(36p) | cw(42p) | cw(42p) | cw(36p) | cw(36p) | cw(36p) .
  4319. 60    \(em56.9    \ \(em53\fB.9\fR    \ 1.4 \ 11.4 \ 21.4 \ 31.4    3.20 2.53 1.24 0.24    23.57 22.68 19.15 11.51
  4320. _
  4321. .T&
  4322. cw(36p) | cw(42p) | cw(42p) | cw(36p) | cw(36p) | cw(36p) .
  4323. 50    \(em55.8    \ \(em51.9    \ 1.4 \ 11.4 \ 21.4 \ 31.4    3.21 2.64 1.58 0.35    23.88 23.24 21.04 15.94
  4324. _
  4325. .T&
  4326. cw(36p) | cw(42p) | cw(42p) | cw(36p) | cw(36p) | cw(36p) .
  4327. 45    \(em64.9    \ \(em61\fB.9\fR    \ 1.4 \ 13.4    3.23 2.62     {
  4328. 23.77
  4329. 23.24
  4330.  }
  4331. .TE
  4332. .LP
  4333. \fINote\fR
  4334. \ \(em\ In these cases, there was no circuit noise during the opinion tests
  4335. but a noise corresponding to CN\ =\ \(em76.9 (ICN
  4336. 0\ =\ \(em73) is used in the OPINE
  4337. model. An arbitrary low noise value may be used for the calculation of the
  4338. information index.
  4339. .nr PS 9
  4340. .RT
  4341. .ad r
  4342. \fBTableau 3\(hy6 [T9.3], p. 33\fR 
  4343. .sp 1P
  4344. .RT
  4345. .ad b
  4346. .RT
  4347. .LP
  4348. .rs
  4349. .sp 11P
  4350. .ad r
  4351. Blanc
  4352. .ad b
  4353. .RT
  4354. .LP
  4355. .bp
  4356. .ce
  4357. \fBH.T. [T10.3]\fR 
  4358. .ps 9
  4359. .vs 11
  4360. .nr VS 11
  4361. .nr PS 9
  4362. .TS
  4363. center box;
  4364. cw(342p) .
  4365. TABLE\ 3\(hy7
  4366. .T&
  4367. cw(342p) .
  4368.  {
  4369. \fB\fBCorrelation between MOS and the information index in the case of
  4370. analogue transmission\fR
  4371.  }
  4372. .TE
  4373. .TS
  4374. center box ;
  4375. cw(90p) | cw(36p) sw(36p) sw(36p) | cw(36p) | cw(36p) | cw(36p) sw(36p) , ^  | c | c | c ^  | ^  | | c | c.
  4376. Type of connection     {
  4377. Range of conditions (see Note)
  4378.  }    Type of MOS    Correlation coefficient     {
  4379. Deviation in terms of \fIY\fR
  4380.  }
  4381.     RN  (dBA)    ICN 0  (dBmp)    OLR  (dB)    Standard error    Extreme deviations
  4382. _
  4383. .T&
  4384. lw(90p) | cw(36p) | cw(36p) | cw(36p) | cw(36p) | cw(36p) | cw(36p) | cw(36p) , ^  | c | c | c | c | c | c | c.
  4385.  {
  4386. NTT 600\(hytype telephone sets + SRAEN filter
  4387.  }    0 to 60     {
  4388. \(em\(if and
  4389. \(em61\fB.\ \fR
  4390. to \(em52\fB.\ \fR
  4391.  }    \(em3.6 to +31.4    Y L    0.978    0.15    \(em0.34 + 0.31
  4392.     60    \(em58.2 to \(em41.7    +1.4 to +31.4    Y C    0.977    0.16    \(em0.32 + 0.32
  4393. _
  4394. .T&
  4395. lw(90p) | cw(36p) | cw(36p) | cw(36p) | cw(36p) | cw(36p) | cw(36p) | cw(36p) , ^  | c | c | c | c | c | c | c.
  4396.  {
  4397. 13\(hy2P\(hy27\(hytype telephone sets + attenuator
  4398.  }    50     {
  4399. \(em\(if and
  4400. \(em71\fB.\ \fR
  4401. to \(em49\fB.\ \fR
  4402.  }     {
  4403. \ +4\fB.6\fR
  4404. to +48\fB.4\fR
  4405.  }    Y C    0.995    0.07    \(em0.17 + 0.16
  4406. .TE
  4407. .LP
  4408. \fINote\fR
  4409. \ \(em\ Notations are of Appendix II.
  4410. .TE
  4411. .nr PS 9
  4412. .RT
  4413. .ad r
  4414. \fBTableau 3\(hy7 [T10.3], \ \ A L'ITALIENNE, p. 34\fR 
  4415. .sp 1P
  4416. .RT
  4417. .ad b
  4418. .RT
  4419. .LP
  4420. .bp
  4421. .sp 2P
  4422. .LP
  4423. 3.4
  4424.     \fIPossible extensions\fR 
  4425. .sp 1P
  4426. .RT
  4427. .sp 1P
  4428. .LP
  4429. 3.4.1
  4430.     \fIFrequency characteristics\fR 
  4431. .sp 9p
  4432. .RT
  4433. .PP
  4434. Appendix II gives an example which is explained in \(sc\ 3.3 above. If 
  4435. different types of sets, balancing networks, subscriber's lines or line 
  4436. filters are used, the corresponding data in Appendix\ II should be changed 
  4437. accordingly and the noise data recalculated. This is the same procedure 
  4438. as is given in the model of \(sc\ 2.4 above and is explained in\ [33]. 
  4439. .PP
  4440. OLR and STMR, used as independent variables, should be recalculated
  4441. according to Recommendation\ P.79.
  4442. .RT
  4443. .sp 1P
  4444. .LP
  4445. 3.4.2
  4446.     \fIConnection including digital processes\fR 
  4447. .sp 9p
  4448. .RT
  4449. .PP
  4450. Paragraph\ 3.2 above and Appendix\ I apply to cases where speech is near 
  4451. its optimum level, in order to compare different coders under such 
  4452. conditions. If the coders give rise to appreciable clipping, the loss of
  4453. information due to this effect should be calculated and the corresponding 
  4454. value of\ \fIQ\fR determined as explained in\ [31]. 
  4455. .PP
  4456. Anyhow, when digital process are included in a connection of a
  4457. telephone network, the corresponding values of \fIQ\fR\d\fIm\fR\ushould 
  4458. be determined in each frequency band and combined with the value of\ \fIQ\fR 
  4459. in Appendix\ II, by a 
  4460. power summation of the noises and distortions.
  4461. .RT
  4462. .LP
  4463. .rs
  4464. .sp 35P
  4465. .sp 2P
  4466. .LP
  4467. \fBMONTAGE : \ \ \ \(sc.4 SUR LE RESTE DE CETTE PAGE\fR 
  4468. .sp 1P
  4469. .RT
  4470. .LP
  4471. .bp
  4472.