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音质评价方法


响度、音调和愉快感的变化和组合,评价再现声音的质量有主观评价和客观评价两种方法。


一、语音音质
评定语音编码质量的方法为主观评定和客观评定。目前常用的是主观评定,即以主观打分 (MOS)来度量,它分为以下五级:5(优),不察觉失真;4(良),刚察觉失真,但不讨厌;3(中),察觉失真,稍微讨厌;2(差),讨厌,但不令人反感;1(劣),极其讨厌,令人反感。一般再现语音频率若达7kHz以上,MOS可评5分。这种评价标准广泛应用于多媒体技术和通信中,如可视电话、电视会议、语音电子邮件、语音信箱等。

二、乐音音质
乐音音质的优劣取决于多种因素,如声源特性(声压、频率、频谱等)、音响器材的信号特性(如失真度、频响、动态范围、信噪比、瞬态特性、立体声分离度等)、声场特性(如直达声、前期反射声、混响声、两耳间互相关系数、基准振动、吸声率等)、听觉特性(如响度曲线、可听范围、各种听感)等。所以,对音响设备再现音质的评价难度较大。




现将乐音音质评价方法综述如下:

一、主观听判音效
通常,据乐音音质听感三要素,即响度、音调和愉快感的变化和组合来主观评价音质的各种属性,如低频响亮为声音丰满,高频响亮为声音明亮,低频微弱为声音平滑,高频微弱为声音清澄。下面结合声源、声场及信号特性介绍几种典型的听感。



①立体感
主要由声音的空间感(环绕感)、定位感(方向感)、层次感(厚度感)等所构成的听感,具有这些听感的声音称为立体声。自然界的各种声场本身都是富有立体感的,它是模拟声源声象最重要的一个特征。





根据人耳的这个生理特点,只要通过对声音的强度、延时、混响、空间效应等进行适当控制和处理,在两耳人为的制造具有一定的时间差△t、相位差△θ、声压差△P的声波状态,并使这种状态和原声源在双耳处产生的声波状态完全相同,人就能真实、完整地感受到重现声音的立体感。与单声道声音相比,立体声通常具有声象分散、各声部音量分布得当、清晰度高、背景噪声低的特点。

②定位感
若声源是以左右、上下、前后不同方位录音后发送,则接收重放的声音应能将原声场中声源的方位重现出来,这就是定位感。根据人耳的生理特点,由同一声源首先到达两耳的直达声的最大时间差为0.44ms~0.5ms,同时还有一定的声压差、相位差。




生理心理学证明:20Hz~200Hz低音主要靠人两耳的相位差定位,300Hz~4kHz中音主要靠声压差定位,更高的高音主要靠时间差定位。可见,定位感主要由首先到达两耳的直达声决定,而滞后到达两耳的一次反射声和经四面八方多次反射的混响声主要模拟声象的空间环绕感。

③空间感
一次反射声和多次反射混响声虽然滞后直达声,对声音方向感影响不大,但反射声总是从四面八方到达两耳,对听觉判断周围空间大小有重要影响,使人耳有被环绕包围的感觉,这就是空间感。空间感比定位感更重要。




④层次感
声音高、中、低频频响均衡,高音谐音丰富,清澈纤细而不刺耳,中音明亮突出,丰满充实而不生硬,低音厚实而无鼻音。

⑤厚度感
低音沉稳有力,重厚而不浑浊,高音不缺,音量适中,有一定亮度,混响合适,失真小。除此之外,还有许多评价音质的听感,象力度感、亮度感、临场感、软硬感、松紧感、宽窄感等。




二、客观测试技术指标

①失真度
谐波失真,主要引起声音发硬、发炸;而稳态或瞬态互调失真主要引起声音毛糙、尖硬和混浊。二者均使音质劣化,若失真度超过3%时,音质劣化明显。音响系统的音箱失真度最大,一般最小的失真度也要超过1%。





②频响
频响,指音响设备的增益或灵敏度随信号频率变化的情况,用通频带宽度和带内不均匀度表示(如优质功放的频响1Hz~200kHz±ldB)。带宽越宽,高、低频响应越好:不均匀度越小,频率均衡性能越好。


通常,30Hz~150Hz低频使声音有一定厚度基础150Hz~500Hz中低频使声音有一定力度,300Hz~500Hz中低频声压过分加强时,声音浑浊,过分衰减时,声音乏力;500Hz~5kHz中高频使声音有一定明亮度,过分加强时,声音生硬;过分衰减时,声音散、飘;5kHz~10kHz高频段使声音有一定层次、色彩;过分加强时,声音尖刺;过分衰减时,声音暗淡、发闷。按此规律,可根据各种听感,定量调节音响系统的频响效果。



③信噪比
信噪比,表示信号与噪声电平的分贝差,用S/N或SNR(dB)表示。噪声频率的高低,信号的强弱对人耳的影响不一样。通常,人耳对4~8kHz的噪声最灵敏,弱信号比强信号受噪声影响较突出。而音响设备不同,信噪比要求也不一样,如Hi-Fi音响要求SNR>70dB,CD机要求SNR>90dB。




④声道分离度和平衡度
声道分离度,是指不同声道间立体声的隔离程度,用一个声道的信号电平与串入另一声道的信号电平差来表示。这个差值越大越好。一般要求Hi-Fi音响分离度>50dB。声道平衡度,是指两个声道的增益、频响等特性的一致性。否则,将造成声道声象的偏移。


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