声品质客观测量
—— Product Noise ——
传统的物理声学考量的是空气中的声音,声品质是在特定的技术目标或任务内涵中声音的适宜性,反应人耳对测量声音的听觉感知过程,属于心理声学的范畴。人的听力系统不仅对声音的响度级有感觉,而且对幅值密度、频谱成分和时间结构也有感觉记忆。声品质不仅仅依赖于声音特性的客观测量,更大程度上要依赖主观感觉,分为主观和客观声品质两个层面。
声品质主观评价: 由评价者完成,能基本准确的评价声音的品质,缺点是对评价者的经验、时间和人力要求较高,存在效率低和滞后性等缺陷;
声品质客观评价:用某个或某一些客观参量(响度、尖锐度、粗糙度、抖动度、音调等)来评价声音。缺点是不容易找到合适评价声音品质的参量,而且不同场合参量模型不同。
通过主客观评价结果的相关性分析,提出综合的评价模型,是声品质评价的最终目标。
声品质客观评价
声品质客观评价的参数主要有:
响度
Loudness
尖锐度
Sharpness
粗糙度
Roughness
抖动度
Fluctuation
音调
Tonality
语言清晰度
Speech intelligibility
临界频带与1/3倍频程
由于人耳对声音频率具有掩蔽效应,某纯音频率附近的某个频带范围内的声音会对该纯音产生掩蔽效应,即该纯音被其他声音所淹没。根据此特点,在声品质分析中则将人耳听觉范围划分为24个临界频带 (Critical Band),符号为z,单位为Bark。
而在声级分析中,常常将人耳听觉频率范围按1/3倍频程方式进行划分,在280Hz以上两者对于频带的划分比较接近。可见,在较高频率范围内,1/3倍频程频带较为接近于人耳的掩蔽效应。而低频范围内则划分过细,超出了实际人耳对频率的敏感能力,因此低于280Hz的频率范围,每个临界频带相当于若干个1/3倍频程频带的组合。
注:表格来自ISO 532-1:2007 Acoustics-Methods for calculating loudness - part1: Zwicker method
响度是最基本的声品质参数,是听觉判断声音强弱的属性,根据它可以把声音排成由轻到响的次序,它主要依赖于引起听觉的声压,同时也与声音的频率和波形有关,响度的符号为N,单位为宋 (sone)。定义1kHz、40dB 纯音具有的响度为1 sone。响度可分为稳态响度和时变响度,时变响度因为既考虑了频域掩蔽效应又考虑了时域掩蔽效应,因此可以用来评价非稳态的声音。目前应用广泛的响度计算模型有3种,分别为Stevens模型、Zwicker模型以及Moore模型。其中由Zwicker和Moore-Glasberg提出的响度计算模型已经成为ISO532 系列国际标准,分别适用于稳态响度和时变响度的计算。
图: 1kHz、40dB 纯音的稳态响度
图: 40km/h的行驶汽车内部声音的时变响度
AHAI1014动态信号分析软件的声品质测量模块采用与人耳听觉感受相关的声品质客观参数来分析产品的音质,而不只是声压等纯粹的物理量,可用于产品音质的测量分析以及产品音质改进前后的对比分析等。